Нейробиология роста. Как запрограммировать свой мозг на обучение новым навыкам

В-четвертых, мы достигли той стадии научно-технического прогресса, когда способны управлять роботами силой мысли. Джон Чапин и Мигель Николелис создали успешный нейрокомпьютерный интерфейс (НКИ), позволяющий приводить в движение различные манипуляторы силой сознания. Эта система была с успехом испытана на лабораторных крысах, обезьянах и людях. Она уже помогает людям с параличом конечностей восстановить подвижность с помощью нейропротезов. Пройдет время, и данная технология позволит реанимировать сами конечности.

Наконец (и это, пожалуй, самая удивительная часть), нейробиологам удалось помочь парализованным людям встать и пойти. Ученые из Лаборатории нейрореабилитации в бразильском городе Сан-Паулу работали с группой из восьми пациентов, парализованных от 3 до 13 лет. Используя долговременный терапевтический протокол, сочетавший сеансы виртуальной реальности и ходьбу с использованием экзоскелетов, управлявшихся силой мозговых волн, удалось добиться формирования новых нейронов, что привело к значительному улучшению как чувствительности, так и подвижности конечностей. Благодаря этой терапии половине пациентов диагноз был изменен с полного паралича нижних конечностей на частичный паралич.

Новые формы реабилитации нервной системы опираются на нейропластичность и нейрогенез

Однако Грегуар Куртин и Джослин Блох пошли еще дальше: им удалось добиться того, чтобы их пациенты действительно встали и пошли без опоры. Они имплантировали пациентам электрод для электростимуляции спинного мозга ниже травмированного участка позвоночника, но вместо непрерывной стимуляции, которую безуспешно пытались использовать их предшественники, применили колебательную стимуляцию, которая возникает естественным образом при ходьбе. Пациентам в итоге удалось восстановить контроль над своими мышцами в такой степени, что они смогли встать и пойти без всякой электростимуляции и какой-либо внешней помощи. Видеоролик, посвященный данному событию (https://www.youtube.com/watch?v=XFXWR4b9iVA), тронул меня до слез. Настоятельно рекомендую посмотреть его!

Все эти исследования свидетельствуют о великой силе нейропластичности и нейрогенеза и показывают, сколь многого мы еще не знаем о своем теле и его способности к самоисцелению при надлежащей поддержке. Меня все эти результаты убедили в том, что самой природой мы запрограммированы на то, чтобы продолжать учиться – и переучиваться – на протяжении всей своей жизни. Наша биология чрезвычайно сильна. Если мы можем помочь парализованному человеку встать и пойти, значит, у человеческого потенциала воистину нет пределов!

5. Новые направления и методы использования искусственного интеллекта и виртуальной реальности

Как мы уже знаем из предыдущей главы, виртуальная реальность (Virtual Reality, VR) играет важную роль в нейробиологии и возможности ее применения весьма широки.

Сила действия виртуальной реальности связана с имитацией переживаний пациента «от первого лица и в своем теле». Действительность воссоздается пусть не идеально, но все же достаточно реалистично, и это возбуждает в организме естественные биологические реакции. Я испытала это на себе, когда мы всей семьей взяли комплект оборудования виртуальной реальности напрокат на выходные. В шлеме я смотрела видео подъема на гору Эль-Капитан в Йосемитском национальном парке и ощущала такой прилив адреналина, словно действительно стояла на краю обрыва, глядя на тысячи футов вниз. Окунувшись в виртуальное африканское сафари, я едва удержалась от крика, когда, повернув голову назад, увидела льва, который уже принюхивался ко мне. Когда же я оказалась на виртуальных американских горках, тошнило меня совершенно по-настоящему, так что мне пришлось досрочно завершить сеанс, чтобы съеденный завтрак не вышел обратно. Хотя рассудком я понимала, что это все кино, мой мозг и организм реагировали так, будто все это происходило со мной на самом деле.

Мои реакции были не то чтобы плодом воображения. Исследования показывают, что переживания виртуальной реальности кодируются в организме как реальный опыт. Иными словами, мы можем использовать VR для запечатления в мозгу реалистичных воспоминаний. В 2019 году ученые из женевской Лаборатории когнитивных нейронаук обнаружили, что, если люди во время сеансов виртуальной реальности наблюдают части своего тела, например руку или ногу, такие впечатления запоминаются гораздо лучше и дольше, словно все это происходило с ними на самом деле.

Исследования показывают, что VR фиксируется в мозгу как «живой» опыт, создавая яркие воспоминания