В ожидании андроида

Когда появится протез мозга? Гость Радио Свобода – психофизиолог Александр Каплан

Сергей Медведев: Часть наступившего будущего, которое мы постоянно видим вокруг себя: и в новостях, и на улицах городов, – это то, что протезируется все больше частей человека. Мы видим людей с экзопротезами, мы видим, как человек на придуманных железных заячьих ногах бегает уже быстрее обычного бегуна на дистанцию сто метров. Во многих, кто нас слушает, существуют протезы суставов, клапанов сердца, стенты в сосудах. То есть в нашем теле какие-то жизненно важные органы постоянно заменяются новыми синтетическими материалами, и с каждым годом количество этих органов растет. Уже скоро начнется протезирование зрения, даже слепые от рождения люди смогут видеть.

Можно ли спротезировать мозг человека? То есть можем ли мы когда-то превратиться в андроидов? Об этом мы поговорим с нашим гостем – это Александр Каплан, психофизиолог, доктор биологических наук, заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейроинтерфейсов биологического факультета МГУ.

Меня в описании вашей деятельности больше всего заинтересовало слово "нейроинтерфейс". Что это такое – это можно сделать чип в мозг? Дойдет ли до такой стадии, когда у нас в голове будет разъем, и мы в этот разъем сможем вставлять флешку?

Александр Каплан: "Нейроинтерфейс" – разрекламированное, довольно популярное слово. Но на самом деле это не чип, не гаджет, не какое-то устройство – это целая технология, которая позволяет человеку научиться управлять внешними объектами, внешними исполнительными устройствами путем расшифровки электрической активности его головного мозга. То есть если я хочу что-то включить, мне достаточно подумать, датчики зарегистрируют мою изменившуюся электрическую активность и передадут команду для устройств, которые понимают этот код, как сенсоры для телевизора. Получается, что мое намерение трансформируется во внешнее действие. Вот что такое технология нейрокомпьютерных интерфейсов.

Человек на придуманных железных заячьих ногах бегает уже быстрее обычного бегуна на дистанцию сто метров

Сергей Медведев: А как вы улавливаете это намерение? Как можно считать человеческую мысль, движение, желание?

Александр Каплан: Здесь чисто технологический прием. Если человек о чем-то размышляет, что-то намерен сделать, у него меняется состояние мозга, какие-то нейронные цепочки включаются, какие-то – выключаются, и отголоски этой электрической жизни, этих нейронов мы можем зарегистрировать прямо на поверхности головы.

Сергей Медведев: Это взаимодействие – электрическое, химическое или то и другое – это химический процесс, который сопровождается электричеством?

Александр Каплан: И то, и другое. Но, вообще говоря, основное проведение сигналов между нервными клетками по нервным отросткам имеет электрическую природу, и только на кончиках между клетками выделяется так называемый химический медиатор, но это в местах контактов, а так проведение все электрическое. Поэтому электрические поля, складываясь вместе, проявляют себя на кожной поверхности головы.

Сергей Медведев: И вы можете их уловить?

Электрические поля, складываясь вместе, проявляют себя на кожной поверхности головы

Александр Каплан: Тут мы поставим датчики – это известный клинический прием, он называется "электроэнцефалография", но этот метод обычно используется для диагностики заболеваний, а мы его используем как сигнал для управления внешними устройствами или внешними информационными потоками.

Сергей Медведев: То есть вы считываете разницу в напряжении, улавливаете какие-то микронановольты?

Александр Каплан: Совершенно верно. Ставятся два датчика. Условно говоря, к копеечной монетке можно припаять проводок, одну монетку поставить на одной области головы, а другую, скажем, приспособить на мочке уха, и получается разность потенциалов, которая меняется, постоянно колеблется. На графиках это видно как колебания, как ритмы мозга.

Сергей Медведев: Вы находите корреляцию между действиями человека и определенным ритмом?

Александр Каплан: Совершенно верно, каждый раз приходится тестировать, причем у каждого человека это индивидуально. Мы показываем разные, допустим, буквы и смотрим, что происходит в электрических колебаниях, пытаемся запомнить все эти дела, делаем устойчивость много раз и в результате составляем каталог. А потом уже математический алгоритм следит за электрической активностью мозга, смотрит, чему из каталога она соответствует в этот момент: наверное, он думает про букву "а" – условно говоря, на экране монитора предъявляется буква "а".

Сергей Медведев: То есть можно мыслью печатать на клавиатуре, не касаясь ее руками?

У меня в лаборатории человек реально может смотреть на экран и печатать букву за буквой, целый текст

Александр Каплан: Да, у меня в лаборатории человек реально может сесть, смотреть на экран и печатать букву за буквой, целый текст.

Сергей Медведев: То есть подумать о букве "а" – и появится буква "а", подумать о букве "б" – и появится буква "б"? Это надо думать по буквам, или можно подумать слово?

Александр Каплан: Во-первых, по буквам, а во-вторых, не подумать. Сама мысль о букве не проявляется в электрической активности, но если мы спровоцируем мозг… Мы просто предъявляем ему разные буквы на экране и смотрим на реакцию. Если он заинтересован в какой-то букве, то реакция будет немножко другая, и мы быстро выхватываем эту разницу и видим, что эта буква не вызывает у него интереса, а эта вызывает интерес, значит она прямо сейчас ему нужна.

Сергей Медведев: На экране меняются буквы, или человек смотрит на 26 букв алфавита и концентрируется на какой-то одной?

Александр Каплан: Можно и так, и так, но общий прием такой: сразу дается весь алфавит, каждая буква очень быстро подмигивает, и все реакции записываются. Видите, я вам рассказал все секреты.

Сергей Медведев: К вам может прийти парализованный человек, скажем, после инсульта, который потерял способность речи и движения, и, просто концентрируясь взглядом на той или иной букве, писать текст?

Александр Каплан: Мы сейчас ведем адаптацию этих технологий для реальных пациентов 1-ой градской больницы.

Сергей Медведев: Наверное, можно не только печатать буквы, но и сделать какой-то пульт, и человек может выполнять набор команд – например, позвать сиделку.

Мы сейчас ведем адаптацию этих технологий для реальных пациентов 1-ой градской больницы

Александр Каплан: Обычные размышления приводят к таким проектам, которые мы сейчас затеваем вместе с Министерством здравоохранения, Министерством образования и так далее. Это целый проект, который позволит создать умное место для лежачего тяжелого пациента. Можно будет понять, хочет ли он есть или пить, он сможет менять геометрию кровати. У нас сейчас в лаборатории стоит так называемый "вертикализатор": парализованные пациенты обычно находятся в сидячей позе, а это не физиологично, иногда нужно подниматься вертикально. Есть такие кресла, которые это делают, когда медсестра включает тумблер, а здесь человек может мысленно дать команду, если в этот момент он захотел подняться.

Сергей Медведев: Есть же обратный процесс – вы можете проецировать в мозг внешние импульсы. Я читал про эксперименты по возвращению зрения. Делается искусственный глаз, сигналы этой камеры преобразуются и переводятся в мозг, проецируются на сетчатку.

Александр Каплан: Мы сейчас с вами говорили о неинвазивных технологиях, когда электроды ставятся на кожную поверхность, в любой момент их можно снять и в любой момент надеть. А это такие технологии, которые возможны, только если мы проникаем внутрь, если электроды устанавливаются, допустим, прямо в зрительной коре. Там можно вызвать электрическую стимуляцию отдельных зон коры, можно вызвать какие-то феномены, которые мозг сам потом будет переводить в зрительные образы. Это, конечно, не восстановление зрения, без глаза никакого зрения не восстановишь, но, во всяком случае, человек может научиться обходить препятствия – просто потому, что стоит камера, которая переводит освещение в некое кодирование. Если посередине стоит колонна, то посередине зоны стимуляции стимуляция будет сильнее, а по краям – слабее, и мозг постепенно приучается к этому.

Делается искусственный глаз, сигналы этой камеры преобразуются и переводятся в мозг, проецируются на сетчатку

Сергей Медведев: Это же, наверное, вопрос технологии, вопрос времени. Ведь если уже возможно распознавать препятствия, то по мере расширения все более сложные сигналы смогут проецироваться на кору мозга.

Александр Каплан: Дело в том, что все-таки зрительная система была отработана сотнями миллионов лет эволюции. Глаз появился очень давно. Поэтому опередить или хотя бы как-то приблизиться к такой системе очень тяжело, хотя бы по расширению. У нас сетчатка – 126 миллионов пикселей, и это не просто физические пиксели, они распознаются смысловым образом. Система распознавания – не такая, как машинная, она существует на основе смыслов, на основе персонального, индивидуального опыта человека. Поэтому, если что-то стимулировать на коре, как он применит потом весь этот свой опыт, который был организован на основе зрения?

Сергей Медведев: Наверное, ваша технология может быть использована в таких более жестких контекстах, как детекторы лжи? Может быть, возможна и манипуляция человеком?

Александр Каплан: На самом деле это гораздо шире. Например, для психотерапии очень важно понять внутренние эмоциональные фокусы человека, а он иногда сам этого не знает, и пока этот психотерапевт докопается… А здесь можно это сделать. Это не воздействие на мозг, а наоборот, тестирование мозга. Воздействие с целью манипуляции – вот здесь уже сложно понять, как можно воздействовать, потому что в основе той или иной деятельности человека лежит его собственное намерение, его собственная мысль. Попытаться сформировать новую мысль, которая толкнет его на то или иное действие – это большая проблема, тут я даже не вижу подхода.

Сергей Медведев: Но теоретически вы это можете? Если есть эта связь, значит, вы можете сформулировать обратную связь.

Для психотерапии очень важно понять внутренние эмоциональные фокусы человека, а он иногда сам этого не знает

Александр Каплан: Не могу, потому что теоретически как раз действуют запреты. Чтобы сформировать мысль… Она синтезирована из многих ассоциаций, и тогда она будет собственная, либо ее нужно просто-напросто навязать человеку – это пожалуйста. Средства массовой информации и другой человек, который будет его убеждать, – да, они могут зародить у него ту или иную мысль. А техническими средствами… Пока к этому нет каких-то теоретических подходов, потому что в голове нет кнопок, и нельзя нажать ту или эту кнопочку электрическим током. Иначе все было бы очень просто – как на пианино разыграть любые пьесы. Там такого пианино нет.

Сергей Медведев: Что такое мысль, с точки зрения нейрофизиологии? Механика мысли – это то, о чем вы уже говорили, просто различные электрические клетки, нейроны связывают какие-то ассоциации, заранее в них заложенную информацию и вступают в какое-то электрическое взаимодействие?

Александр Каплан: Вообще говоря, это достаточно сложный философский вопрос, а не вопрос нейрофизиологии. Если нейрофизиолог или психофизиолог, как я, работает со своими материалами, то он должен понять этот вопрос. Здесь главное, что мысль обязательно рождается у нас в голове, а значит, это активация разных конфигураций нервных цепочек. Условно говоря, если у меня в памяти формируется новый объект, это означает, что он вырисовывается. Как скульптор вырезает из камня какую-то фигуру, там вырезается фигура на нейронах, условно говоря, какие-то нейроны активируются при запоминании этого объекта. В дальнейшем этот объект не нужно предъявлять перед глазами, если эта цепочка нейронов опять активируется, то он у нас встанет перед внутренним зрением. Вот как материальное переводится в идеальное.

Сергей Медведев: То есть они помнят свой ход.

Мысль обязательно рождается у нас в голове, а значит, это активация разных конфигураций нервных цепочек

Александр Каплан: Условно говоря, ход мыслей. И каждая мысль так синтезируется из памятных следов, из ассоциации этих следов, из потребности эмоций, которые сопутствовали этому делу, одни цепочки наслаиваются на другие.

Сергей Медведев: Здесь мы подходим к интересному вопросу: а если память человека – на внешнем носителе, что тогда? Сейчас в связи с изобретением письменности функции памяти вынесены наружу, вся память у нас в "облаке", вся память сидит в Гугле, в "Википедии". Если сделать интерфейс мозга и "облака", тогда не нужно самому помнить все эти вещи?

Александр Каплан: Механизмы мозга сами распределяют, какую память держать в голове, какая нужна для непосредственного быстрого оперирования, а какую память держать на внешних носителях. Но это именно инструментальное распределение. Раньше эта память была в каких-то записях, блокнотиках, а теперь она на каких-то гаджетах и так далее. Мы приспосабливаемся к этой среде, которая все более и более помогает нам хранить внешнюю память. Но теоретически непонятно, как сделать прямую трансляцию памяти из мозга прямо на внешний носитель, как это делается, например, через USB-порт в компьютере. А самое главное – непонятно, как подключиться к этой памяти в мозгу.

Механизмы мозга сами распределяют, какую память держать в голове, а какую – на внешних носителях

В начале передачи вы сказали, что всякие органы меняются, протезируются. Мозг – это обычный физиологический орган. Почему бы тоже не протезировать его кусочки или целый мозг? Проблема в том, что он слишком сложный, невообразимо сложнее любого другого органа. Здесь миллион миллиардов нервных информационных связей, и никакие другие органы у нас в организме не содержат таких информационных связей. Мозг предназначен для другого, и он развился таким образом. Именно поэтому его тяжело будет протезировать. Если мы возьмем какой-то кусочек из другого мозга и вставим сюда, то он будет гетерогенным не просто по своей биологической сущности, он будет отторгаться информационно – как нечто чужеродное, непонятное. Цепочки нейронов, находящиеся в том кусочке мозга, который принесли, они предназначены совершенно для другого, работают на других кодах.

Сергей Медведев: В мозге – идентичность человека? Наша личность – в нашем мозге?

Александр Каплан: Да. Можно выдвинуть разные гипотезы, но мне интересна гипотеза, когда личность рождается прямо на той материи, которая дана ребенку от рождения. Ведь когда ребенок родился, он действительно как чистый лист, у него толком нет даже связей между нейронами. Все связи, которые у нас есть, нарождаются в первые несколько лет жизни и именно в процессе индивидуального опыта – это сугубо индивидуальный персональный мир, а содержание этих связей, этого "облака" связей тоже персонально. Каждый человек – это свой персональный мир.

Сергей Медведев: То есть появляются уникальные связи, в мозге задействуются уникальные цепочки, мозг их запоминает, располагает в определенном порядке, и они индивидуальны для каждого человека?

Личность рождается прямо на той материи, которая дана ребенку от рождения

Александр Каплан: Да, и таких цепочек может быть колоссальное количество. Это единственный орган, который для этого предназначен.

Сергей Медведев: Давайте заглянем на 30, 50 лет вперед. Улучшается качество органов тела, у нас гораздо лучше сердце, суставы, идет 3D-принтинг, биологический биоинжиниринг… Скажем, можно в механическое тело вложить наш уникальный мозг при достижении человеком определенного возраста, когда уже начинают отказывать жизненно важные органы – эти органы потихоньку заменяются, и мы с нашим мозгом живем вечно?

Александр Каплан: Действительно, такой ход логически и технологически возможен, потому что сейчас мы можем заменить практически любые органы большим или меньшим агрегатом, и остается обеспечивать жизнедеятельность мозга. Мозг выходит из строя только потому, что выходят из строя другие органы, обеспечивающие его жизнь. Что будет, если обеспечивать его, как голову профессора Доуэля – будет ли он жить долго? Все зависит от биологической сути нервных клеток, от того, как долго они будут жить – это же биологический субстрат.

Сергей Медведев: Как я понимаю, к моменту кончины человека они сохраняются гораздо лучше, то есть человек умирает от совершенно других причин.

Александр Каплан: Как правило, мы даже не можем придумать ни одну такую мозговую болячку.

Сергей Медведев: А инсульт?

Мозг выходит из строя только потому, что выходят из строя другие органы, обеспечивающие его жизнь

Александр Каплан: Это все проблемы сосудов, соединительных тканей и так далее, но не самих нервных клеток. Сами нервные клетки – такие особые клетки организма, единственные во всем этом конгломерате, потому что они никогда не делятся после рождения ребенка. Все клетки тела, которые у нас есть, давным-давно поменялись, они уже не имеют никакого отношения к родителям. В первые полгода жизни организм полностью обновляется.

Сергей Медведев: "Нервные клетки не восстанавливаются" – это правда?

Александр Каплан: Так и есть, это их биологическая природа, поэтому они никогда не делились, не копировали свой генетический материал, значит, у них нет ошибок копирования. Генетический материал очень сложный, это три миллиарда нуклеотидов, и каждый нужно скопировать. Все остальные клетки имеют ошибки копирования, они многократно копируются. И это одна из теорий старения: они начинают стареть просто потому, что накапливаются ошибки копирования. У клеток мозга этого нет, поэтому они такие особые.

Есть такие исследования: например, пересаживали клетки мозга мышей крысам; мыши живут мало – скажем, год, а крысы – два-три года. Интересно, если они там приживутся, сколько будут мышиные клетки жить в крысином мозге – свою мышиную жизнь, и тем дело закончится? Или они будут жить столько, сколько живет крыса, сколько их будет поддерживать крысиная жизнь – минимум в три раза дольше?

Сергей Медведев: "Собачье сердце" – не такая уж и утопия, если подумать.

Александр Каплан: Утопия в том смысле, что превратить собаку в человека с помощи пересадки гипофиза – это, конечно, абсолютно невозможно.

Тут есть мощный барьер отторжения тканей. Тем не менее, это показывает, что сами нервные клетки могут жить дольше – в данном случае раза в три, что значит для человека – жить не 100, а 300 лет – почти вечность. Так что здесь могут быть какие-то подходы.

"Собачье сердце" – не такая уж и утопия, если подумать

Сергей Медведев: Здесь даже не пересадка в чужое тело, а именно постепенная замена своих сосудов, своего сердца, своих конечностей.

Александр Каплан: Не пересадка в какое-то механическое, заранее подготовленное тело, но постепенная замена. Конечно, тут есть этические моменты, потому что, в конце концов, человек в таком случае потеряет органы чувств. Если тело у него механическое, значит, большая часть органов чувств, тактильные ощущения, – это все будет отсутствовать. Будет отсутствовать чувство своего тела, внутренностей. Что это будет за личность, будет ли она трансформироваться, станет ли личностью, не похожей на человеческую – большой вопрос.

Сергей Медведев: В чем состоит наша самость, наша идентичность – она в наших мыслях или в наших физических ощущениях? Сейчас это и то, и другое – это наши мысли плюс весь комплекс физических ощущений, которые мы переживаем. Но если по мере жизни физические ощущения исчезают, а личность остается, то это немножко буддистский эксперимент. Нашли монаха, который проспал триста лет. Его разбудили – у него сохраняется личность.

Александр Каплан: Наука не имела к этому отношения. Кто-то сказал, где-то написал, подтверждений нет.

Во всяком случае, здесь не только физические ощущения, ведь они трансформируются в наш эмоциональный, духовный, душевный мир. Весь этот сгусток начнет растворяться, если голова останется в механическом теле. Это обязательно повлияет на личность. Так что, если мы говорим о сохранении человека не как тела, а как личности, то это большой вопрос, сможем ли мы таким образом сохранить личность человека.

Сергей Медведев: Это часть эволюции? В этом отношении эволюция человека продолжается?

Александр Каплан: Сами ученые спорят между собой по этому поводу. Здесь нет фактора отбора.

Сергей Медведев: А эволюции без отбора нет?

Александр Каплан: В этом и заключается спор. Дело в том, что ведущим и главным, мощнейшим фактором был отбор: вымирают те, кто не приспособлен, и тогда остается генетический материал только приспособленных. У человека появилась социальная помощь, значит, выживает и слабый, и не очень умный, выживают фактически все. И как отобрать при помощи эволюции кого-то специфического? Все равно есть тонкие молекулярные механизмы, которые могут на уровне генома отбирать что-то, сходу нам незаметное.

Я часто думаю при помощи Гугла

Сергей Медведев: Вы верите в дальнейшую эволюцию?

Александр Каплан: Мне привычнее мыслить так, что мы сейчас можем эволюционировать, только накапливая свою интеллектуальную мощь, не биологически.

Сергей Медведев: А это уже не биологическая эволюция?

Александр Каплан: Биологическая – это более привязанная к телу: геном и так далее. Но мы можем уже совершенствоваться не только генетически, мы можем совершенствоваться накапливанием интеллектуальных продуктов, человек может становиться немножко другим, он может иметь, например, другую психологию, другие культурологические традиции.

Сергей Медведев: Если мы эволюционируем в этом отношении как интеллектуальные единицы, то мы уже как интеллектуальные единицы существуем в сети, подключены к "облаку". Я очень люблю эту метафору: "я часто думаю при помощи Гугла". У меня появляется какая-то мысль, и я первым делом лезу в интернет посмотреть, не говорил ли уже кто-либо что-либо по этому поводу и что думает коллективный разум интернета обо всем этом. Я считаю, что здесь какой-то антропологический сдвиг: ты обращаешься не к своим ресурсам, а к интернету. Если у нас будет появляться больше таких вещей или дальнейших интерфейсов, над которыми вы работаете, это тоже будет частью эволюции – то, что мы все соединимся в эту ноосферу, в коллективный разум?

Александр Каплан: Мне кажется, эта эволюция недолговечна. Это все развивается настолько, насколько необходимо для нашей жизни. Если объемы памяти Гугла будут не очень нам нужны, то они остановятся, незачем будет их наращивать. Вообще говоря, мы же пользуемся не всем Гуглом, а ограниченным его пространством. Для чего все остальное? Для каждого может хватить чего-то по отдельности. Здесь я не вижу какого-то объединения в сеть, потому что у нас нет органичного, прямо от мозга подключения к этой сети, мы все равно этим пользуемся по мере необходимости, по мере того, как берем ту или иную ложку, вилку во время обеда или тот или иной калькулятор.

Сергей Медведев: В матрицу мы еще не превратились, пока все мы не являемся проекциями сна этой матрицы. Так что в этом отношении вы меня немножко успокоили. Спасибо за этот разговор и за те фантастические перспективы, которые открывает нам создание нейроинтерфейсов и нейропсихология.