Сердце машины. Наше будущее в эру эмоционального искусственного интеллекта

Исследовательские группы из Ливерморской национальной лаборатории при Калифорнийском университете в Сан-Франциско и компания по производству медтехники Medtronic (крупнейший производитель вживляемых систем нейростимуляции) разрабатывают чип с электродами, способными достичь глубинных структур мозга. Доктор Джастин Санчес, руководитель программы SUBNETS, рассказывает: «Управление перспективных научных исследований и разработок Министерства обороны США ищет способы описать те области мозга, которые активизируются в различных условиях, – в масштабе от целых структур мозга до отдельных нейронов – и разрабатывает медицинские приборы, способные фиксировать активность, обеспечивать стимуляцию выбранного участка и, что самое важное, автоматически корректировать лечение в процессе изменения самого мозга». В планах Управления разработка пилотной модели в течение пяти лет, а затем запрос на одобрение использования чипа Управлением по контролю за продуктами питания и лекарственными средствами США⁴. Напоследок Санчес сказал, что они хотят «вывести на ультрасовременный уровень производство микроэлектроники и создать сложный вживляемый прибор, который будет оставаться безопасным и эффективным на протяжении всей жизни человека, получающего лечение [курсив добавлен]».

У подобных способов лечения есть значимый прецедент: исследования процедуры, известной под названием «глубокая стимуляция мозга», проводились десятилетиями. При глубокой стимуляции мозга электроды, размещенные в строго определенных местах, пропускают разряд тока глубоко в мозг, разрушая долговременную потенциацию синаптической передачи между определенными группами нейронов, и эффективно перестраивают патологические нейронные процессы. (Долговременная потенциация синаптической передачи – это постоянное усиление сигнала между определенными нейронами, основанное на прошлых моделях нейронной активности. Это основа заученного поведения на клеточном уровне.) На сегодняшний день глубокая стимуляция мозга применяется для лечения симптомов эссенциального тремора, болезни Паркинсона, расстройства тонуса и обсессивно-компульсивного расстройства. По данным 2016 года, более ста тысяч людей по всему миру живут с имплантом глубокой стимуляции мозга. Исследования подобных методов проводятся с перспективой, для лечения психических состояний, связанных с военными действиями, особенно у солдат, неоднократно служивших в зонах военных конфликтов.

С помощью электродов можно читать сигналы мозга и получать подробную диагностическую информацию. Такой чип классифицируется как инвазивный интерфейс «мозг-компьютер», или ИМК, и имеет ряд преимуществ по сравнению с неинвазивными методами. Например, образ человека, на которого надета шапочка с множеством электродов, часто ассоциируется с электроэнцефалографией (ЭЭГ), разновидностью неинвазивного интерфейса «мозг-компьютер». ЭЭГ проста в использовании и обладает хорошим временным разрешением, но ограниченным пространственным разрешением. То есть ЭЭГ не может качественно различать небольшие группы нейронов или отдельные нейроны. Следовательно, этот метод чтения сигналов мозга менее точен⁵. Однако метод ЭЭГ настолько дешевый и безопасный, что иногда его применяют пользователи видеоигр. Существуют даже общедоступные ЭЭГ-проекты.

И наоборот, функциональная магнитно-резонансная томография (ФМРТ) и магнитоэнцефалография (МЭГ) представляют собой неинвазивный интерфейс «мозг-компьютер» с хорошим пространственным разрешением, способным различать отдельные нейроны. К сожалению, для них требуется дорогостоящее оборудование, занимающее небольшое помещение, и суперохлаждение жидким азотом или жидким гелием.

В сравнении с неинвазивными методами экспериментальные чипы для мозга, над которыми работает Управление перспективных научных исследований и разработок Министерства обороны США, намного точнее, чем ЭЭГ, и намного дешевле и меньше, чем ФМРТ и МЭГ Кроме того, от вживленного в мозг чипа можно получать данные постоянно и на протяжении длительного промежутка времени. Такой чип поможет исследователям продвинуться в изучении мозга и в перспективе разработать терапевтическое решение проблемы, которая приобрела масштабы эпидемии.

Процессы, которые лежат в основе наших эмоций, эволюционировали и стали запускаться автоматически в ответ на воздействия внешней среды.