Мозг: биография. Извилистый путь к пониманию того, как работает наш разум, где хранится память и формируются мысли

Несмотря на этическую трясину, в которой прозябала стимуляция мозга на протяжении большей части своего прошлого, есть одна область[290], в которой она доказала клиническую пользу. Симптомы болезни Паркинсона, дегенеративного расстройства центральной нервной системы, которое вызывает неконтролируемый тремор, а также может привести к депрессии, деменции и смерти, могут быть облегчены – но не излечены – фармакологическим повышением уровня нейромедиатора дофамина. Однако иногда это лечение не срабатывает, и с начала 1990-х годов исследователи используют глубокую стимуляцию мозга с помощью имплантированных электродов для уменьшения симптомов. Эффект потрясающий, а улучшение качества жизни впечатляет.

Потенциально менее благоприятное использование стимуляции мозга предполагает недавний интерес со стороны Управления перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (англ. Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA). В 2017 году DARPA объявило о важной исследовательской программе в области «целенаправленного повышения нейропластичности» с конечной целью улучшения обучения солдат с использованием неинвазивных методов [96].

Еще более тревожно то, что в другом финансируемом DARPA проекте в Калифорнийском университете, посвященном посттравматическому стрессу, создали алгоритм, который позволит компьютеру сравнить текущее состояние мозга испытуемого с желаемой целью, а затем автоматически настроить его чувства, стимулируя соответствующую область [97]. С перспективой, что оптогенетические конструкции из наночастиц могут позволить производить такие эффекты неинвазивно, путем простой инъекции, вам не нужно обладать воображением Филипа Дика, чтобы представить себе, к каким ужасным последствиям это может привести [98].

Исследователи также занимаются удивительной и чрезвычайно полезной работой, иллюстрирующей, как мозг может управлять машинами [99]. В 2012 году группа Джона Донохью из Брауновского университета использовала электроды, имплантированные в моторную кору двух пациентов с параличом – пятидесятивосьмилетней женщины и шестидесятишестилетнего мужчины, перенесших инсульт много лет назад, – чтобы позволить им мысленно двигать роботизированной рукой [100]. Пациентка – Кэти Хатчинсон – смогла взять рукой бутылку, затем медленно поднести ее ко рту, выпить кофе через соломинку и затем поставить бутылку на стол. Радость Хатчинсон по поводу этого необычайного достижения – впервые за четырнадцать лет она смогла пить исключительно по собственной воле – очевидна на видео и изображениях, сопровождавших статью [101].

В Калифорнийском университете создали алгоритм, который позволит компьютеру автоматически настроить чувства человека.

Донохью и его коллеги также имплантировали электроды в мозг и руку пациента, обездвиженного после травмы спинного мозга. Сигналы от мозга мужчины были переведены в электрическую стимуляцию его мышц, и с помощью подвижной опоры для рук он смог самостоятельно поесть [102]. Столь удивительные достижения действительно могут изменить жизнь.

Такие процедуры не включали в себя обратную связь от робота или человеческой руки. Данный феномен называется проприоцепцией и является существенным компонентом контроля над телесными движениями, сообщая нам, например, насколько крепко мы что-то сжимаем. Это скоро произойдет: исследователи недавно разработали бионическую руку для человека с ампутированной конечностью, управляемую электродами, имплантированными в его руку. Она обеспечивала его 119 сенсорными источниками от устройства, которое стимулировало нервы в коже, сгруппированные в ряд категорий: вибрацию, боль, движение и так далее. Использование искусственной проприоцепции позволяло пациенту выполнять достаточно деликатные задачи, такие как перемещение яйца или взятие виноградинки, а также более личностно значимые жесты, такие как прикосновение к руке жены [103]. Обездвиженные пациенты должны научиться интерпретировать стимуляцию той части тела, которая сохраняет чувствительность, в терминах проприоцепции от устройства, но это, скорее всего, не займет много времени. Качество жизни возрастет благодаря поразительным технологиям.

В конце концов, возможно, нет необходимости использовать инвазивные процедуры. В 2018 году Кристиан Пеналоза и Сюити Нисио из Киото сообщили, что здоровые пациенты могут носить специальную шапочку, а затем научиться использовать сигналы от мышц головы для управления третьей роботизированной рукой, когда своими руками делают что-то другое [104]. Так, например, испытуемый наклонял доску обеими руками, так что мяч на доске катился в разных направлениях, и одновременно командовал роботизированной руке поднести напиток ко рту. Будь то способ повышения трудоспособности человека или преобразования жизни людей с ограниченными возможностями, у такой технологии необычайное будущее.