Добровольцы, в чей мозг был вживлен небольшой чип, подключенный к компьютеру, смогли менять изображения на мониторе «силой мысли», регулируя сознательным усилием уровень активности отдельных нервных клеток своего мозга.

Интерфейсы мозг-компьютер для нашего времени уже не редкость. Новым в этом исследовании является метод подключения мозга к компьютеру. Обычно для этих целей используется электроэнцефалограмма – снимаемая несколькими электродами суммарная электрическая активность миллиардов нейронов коры головного мозга. Она хороша тем, что не требует вживления электродов в мозг – сигнал снимается с поверхности кожи, но при этом количество команд, которые можно надежно передать при ее помощи, невелико. Чтобы улучшить взаимодействие между мозгом и компьютером, перспективным представляется считывание активности отдельных нервных клеток. Но может ли человек управлять деятельностью отдельных нейронов своего мозга? Оказывается может. Такой вывод следует из работы команды исследователей из Калифорнийского технологического института.

Пациенты управляли активностью нервных клеток, от которой зависела прозрачность изображений на мониторе.

Мало кто захочет участвовать в эксперименте, в котором электроды будут вживляться непосредственно в мозг. Поэтому такие исследования проводят на людях, для которых операции на мозге являются необходимостью. В данном исследовании участвовали 12 пациентов, страдающих тяжелыми формами эпилепсии, не поддающимися лечению медикаментозными средствами. Чтобы найти участок мозга, в котором возникает эпилептическая активность, пациентам вживляется небольшой чип, состоящий из 64 крошечных электродов, с которого снимаются данные об активности нервных клеток. Этот чип и использовали ученые, чтобы провести эксперимент по взаимодействию нервных клеток и компьютера.

Для начала испытуемым было показано множество изображений знаменитых людей, таких как Мэрлин Монро или Майкл Джексон. При этом определялись нейроны, которые были активны при показе изображения какой-то одной личности, и не срабатывали на все другие. Затем были выбраны четыре изображения, ответ на которые был лучше всего различим. Потом на экране компьютера демонстрировались два наложенных друг на друга изображения. Уровень активности отдельного нейрона регулировал степень прозрачности соответствующего ему изображения. Перед пациентом ставилась задача управлять активностью своих нервных клеток так, чтобы на экране осталось видимым лишь одно изображение из двух. На это ему давалось 10 секунд. Пациенты довольно быстро научились управлять меняющимся изображением, правильно выполняя команды экспериментаторов в двух третях случаев. Интересно, что разные люди использовали разные стратегии – некоторым проще было усиливать желаемую картинку, другие пытались ослабить лишнее изображение. Постоянная обратная связь в реальном времени оказалась важной для выполнения задания – без нее эффективность управления упала больше чем вдвое.

Конечно, обычным людям проще и приятней будет воспользоваться мышкой, чем вживить себе электроды. Подобные интерфейсы мозг-компьютер могут помочь общаться с миром тем людям, кто лишен этой возможности из-за паралича. И, возможно, они позволят нам чуть лучше понять, как работает самая таинственная часть человеческого организма – мозг.