Ученые в США тестируют девайсы для чтения мыслей. И они реально работают

Слезы счастья

45-летний Кейси Харрелл, страдающий БАС, стал первым испытуемым нового устройства. Симптомы заболевания у него появились за пять лет до того, как он стал участником исследования. БАС отнял у Кейси возможность нормально общаться с семьей, друзьями и окружающими людьми.

Болезнь затрагивает все мышцы, включая те, что отвечают за речь, — она становится медленная и неразборчивая. Если среднестатистический человек говорит на английском языке со скоростью примерно 160 слов в минуту, то Харрелл мог произносить только пять-шесть разборчивых слов в минуту.

Летом 2023 года исследователи имплантировали добровольцу чип. Четыре набора электродов разместили в левой прецентральной извилине, ответственной за координацию речи, — это позволяет следить за реакцией мозга, когда человек думает о том, что хочет сказать. Полученные нейронные паттерны интерфейс декодирует в текст, а компьютер воспроизводит его вслух голосом, напоминающим голос самого Харрелла до болезни.

Во время первого эксперимента команда попросила Харрелла попробовать произнести заранее заготовленные предложения из 50 слов. Нейропротез расшифровал его речь с точностью 99,6%. А во второй раз все предложения были расшифрованы верно.

Когда все получилось, испытуемый заплакал от радости.

Сейчас нейропротез обрабатывает до 120 тыс. слов и распознает, что пытается сказать Харрелл, в 97,5% случаев.

«Эта технология определенно изменит жизнь многих. Она дает надежду людям, которые хотят, но не могут говорить. Я надеюсь, что благодаря ей как можно больше пациентов смогут вернуть радость общения с близкими», — сказал нейрохирург Калифорнийского университета Дэвид Брэндман.

Исследователи рассчитывают, что технология получит более широкое применение — сможет вернуть мобильность и независимость людям с другими тяжелыми нарушениями. Пока же команда Брэндмана продолжит набирать участников для дальнейших исследований.

Сегодня — научная фантастика, завтра — реальность

13 мая 2024 года в научном журнале Nature Human Behaviour были опубликованы результаты испытаний мозговых имплантов, которые могут декодировать мысли, то есть определять слова, которые человек произносит «в уме», не шевеля губами и не издавая ни звука.

Первыми испытуемыми стали два пациента с травмами спинного мозга. Им ввели наборы электродов в супрамаргинальную извилину (SMG) — область мозга, которую ранее не задействовали в исследованиях нейроинтерфейсов. Исследователи попросили участников представить шесть реальных слов и два «псевдослова».

У первого участника нейропротез уловил отчетливые нейронные сигналы для всех слов и смог определить их с точностью 79%. У второго участника результат был значительно ниже — 23%.

Соавтор исследования и нейроинженер Калифорнийского университета Сара Ванделт предполагает, что это зависит от расположения устройства в SMG: «Возможно, какие-то участки этой области мозга больше или меньше вовлечены в процесс». В любом случае, это первый мозговой имплант, который смог расшифровать слова, произнесенные «про себя» в режиме реального времени. «Вероятно, это самое передовое исследование по декодированию воображаемой речи», — считает нейроинженер Женевского университета Сильвия Марчесотти.

Вернуть пациентам утраченные возможности стараются не только ученые, но и технологические компании. Например, уже много написано про первого участника испытаний компании Neuralink (стартап Илона Маска) Нолана Арбо, который ходит с нейроимплантом с января 2024 года. И хотя через несколько месяцев после операции устройство дало сбой, поломку удалось исправить. Доброволец устанавливает рекорды по управлению курсором «силой мысли» и недавно научился набирать буквы на экране компьютера. 2 августа 2024 года Маск также сообщил, что устройство Neuralink успешно вживили второму пациенту.

Еще одна компания, Paradromics, собирается протестировать свой нейроинтерфейс Connexus в 2025 году. По словам биоинженера из Университета Райса Джейкоба Робинсона, их устройство обладает «самой высокой пропускной способностью» из всех представленных и может записывать данные с сотен и тысяч отдельных нейронов. Его хотят испытать на людях с нарушениями речевого аппарата.

Чипы от Neuralink и Paradromics — инвазивные. То есть их вводят в саму ткань головного мозга — такая технология обеспечивает с ним самый близкий контакт.«Чем больше электродов и чем ближе они к нейронами, тем выше скорость передачи данных и пропускная способность. И тем больше вероятность, что устройство сможет преобразовывать мозговую активность в речь или текст», — объясняет Робинсон.

Но для установки инвазивных устройств требуется сложная хирургическая операция, которая несет серьезные риски для здоровья пациентов. Поэтому некоторые компании идут по пути наименьшего риска.

«Мозгу не очень «нравится», когда в него втыкают иглы», — объяснил специалист в области нейрокомпьютерных интерфейсов и основатель Synchron Том Оксли в своем выступлении на TED. Устройство, созданное его компанией, имплантируется в кровеносный сосуд на поверхности моторной коры головного мозга.

Стартап Motif Neurotech разработал прибор, который фиксируется внутри черепа непосредственно над головным мозгом. Компания, в отличии от конкурентов, сконцентрировалась на лечении психических расстройств. «На каждого человека с травмой спинного мозга приходятся десять человек, страдающих тяжелой депрессией, и которым не помогают лекарства. Они тоже в отчаянии. Просто это не так заметно», — говорит Робинсон.

Иными словами, нейротехнологии потенциально могут помочь многим людям с разнообразными, в том числе тяжелыми заболеваниями. Но эксперты предупреждают о рисках.

«[Вмешательства в мозг] могут как в буквальном смысле восстановить значительную часть личности человека, так и кардинально изменить ее. Поэтому важно, чтобы исследователи были осторожны, взвешивали все потенциальные преимущества и риски», — говорит специалист по молекулярной нейробиологии и директор исследовательской организации BRAIN Джон Нгаи.

При этом, тестируя интерфейсы «мозг — компьютер», исследователи собирают все больше данных о самом мозге и его активности. Некоторые из них сейчас непонятны и кажутся беспорядочными. Однако, по словам Нгаи, благодаря стремительному развитию искусственного интеллекта мы сможем лучше понимать эту информацию и даже научимся определять, какому человеку они принадлежат.

Может, когда мозговые импланты станут повседневным инструментом в медицине, их будут использовать и в других целях, например для «улучшения» здоровых людей. «Я постоянно напоминаю себе: то, что сегодня кажется научной фантастикой, завтра может стать реальностью», — говорит он.

Автор: Елизавета Ивлева

Источник: https://pro.rbc.ru/demo/66c71c8a9a794775d0760ea2?from=from_main_16