Кажется, что нейроинтерфейсы — это словно технологи из будущего. Что-то далекое, что появилось совсем недавно и только начинает развиваться. Но это не совсем так. Несмотря на то, что нейроинтерфейсы особенно активно развиваются в последние годы, эта технология появилась не вчера, не десять и даже не двадцать лет назад.
Что такое нейроинтерфейс?
Нейроинтерфейс — это система, которая позволяет нервной системе взаимодействовать с внешними устройствами. Эти устройства могут быть чем угодно: от компьютеров до протезов конечностей. Основная идея заключается в том, чтобы преобразовать электрические сигналы мозга в команды, которые машина может понять и исполнить.
Мозг постоянно генерирует электрические импульсы, которые можно измерять и анализировать. Аппаратура фиксирует их, переводит их в команды для внешних устройств.
Какими были первые нейроинтерфейсы?
Одним из первопроходцев области нейроинтерфейсов был Хосе́ Мануэ́ль Родри́гес Дельга́до, испанский учёный нейробиолог, нейрофизиолог, член Нью-Йоркской академии наук.
Он провел множество экспериментов с использованием электричества. В процессе своих опытов он пытался подчинить себе разум животных, создать своего рода пульт управления.
Самый эффектный опыт Хосе Дельгадо был проведён в 1963 году на ранчо в провинции Кордова, Испания.Учёный вживил стимосиверы в мозг нескольких «боевых» быков и получил возможность влиять на их поведение с помощью портативного передатчика.
Хосе Дельгадо вышел на арену с агрессивным быком. Животное рванулось на человека, и, всего в нескольких метрах от ученого, оно было остановлено нажатием кнопки. Сохранилась фотография, запечатлевшая, как Дельгадо заставил нападавшего быка остановиться, запустив процесс нейростимуляции.
Еще в 1970-х проводились первые успешные опыты по управлению простыми устройствами с помощью мыслей. Ученые использовали электроды, установленные на коже головы, чтобы регистрировать электрическую активность мозга и передавать ее на компьютер. В начале 1970-х годов исследователи начали использовать ЭЭГ для регистрации электрической активности мозга. Это позволило изучать паттерны мозговой деятельности и пытаться соотнести их с определёнными действиями или мыслями. Также развивались инвазивные методы, продолжались эксперименты над животными.
Разработка первых бионических протезов
В 1970-х годах началась разработка первых бионических протезов, управляемых сигналами мозга. Один из пионеров в этой области — Ясуо Кодзима, японский исследователь, который разработал систему, позволяющую парализованным пациентам управлять искусственными руками с помощью своих мыслей.
У нас разработки бионических устройств начались еще раньше — первый бионический протез был разработан в СССР в 1956 году, и принципы его работы были описаны исследователем Яковом Славуцким в книге «Физиологические аспекты биоэлектрического управления».
Что нейроинтерфейсы представляют из себя сейчас?
Современные нейроинтерфейсы используются в разных областях. В медицине они помогают людям с травмами спинного мозга восстанавливать подвижность, а также улучшают качество жизни пациентов с ампутациями, предоставляя им возможность управлять роботизированными конечностями.
Имеющиеся модели несовершенны, они нуждаются в доработке и улучшении. Также острее встал этический вопрос. Эксперименты, подобные тем, которые проводил Хосе Дельгадо стали невозможны, а испытания на людях также критикуются.
Что ждет нас в будущем?
Устройства станут еще компактнее, эффективнее и точнее, а интеграция с ИИ сделает процесс управления приборами еще проще и интуитивнее. Возможно будут разработаны новые виды нейроинтерфейсов, решающие принципиально иные задачи и улучшающие нашу жизнь.