Текст книги "Будущее мозга. Как мы изменимся в ближайшие несколько лет"

Чтение мыслей

Уникальный талант ирландского писателя Брэма Стокера подарил миру одного из самых узнаваемых и мрачных персонажей мировой литературы – графа Дракулу. Одним из самых пугающих качеств, присущих главному герою романа, было умение читать мысли других. Эта способность узнавать чужие мысли позволяла ему контролировать своих жертв и делала его непобедимым. Безусловно, это была фантастика – популярный рассказ, ставший впоследствии фильмом, пьесой, мультфильмом – известной всем историей. Но может ли идея о возможности читать чужие мысли стать сегодня реальностью благодаря развитию технологий и достижениям науки?

В некотором смысле методика функциональной магнитно-резонансной томографии (ФМРТ) является примером попытки ученых воплотить эту идею в жизнь. Изначально ФМРТ позволяла анализировать только то, какие области мозга проявляли значительную активность во время выполнения определенной задачи (например, изображения лиц людей или геометрических фигур). По мере развития инструментов анализа ученые получили возможность оценивать паттерны активности по всему мозгу, а не только в отдельных его областях. Так, было установлено, что определенный стимул, такой как изображение человеческого лица, запускает конкретный паттерн активности во всем мозге, а не в одной его части. К примеру, веретенообразная извилина – область мозга, расположенная в височной доле, – отвечает за распознавание лиц (в то же время лицо любимого родственника с огромной долей вероятности пробуждает активность в областях, связанных с чувством привязанности и памяти, если в прошлом люди имели совместно пережитый опыт).

В опубликованном в 2014 году новаторском исследовании, проводимом под руководством нейробиолога Марвина Чуна из Йельского университета, ученые записывали мозговые реакции участников эксперимента, пока те рассматривали изображения разных лиц. При последующей разработке компьютеризированных алгоритмов различные паттерны активности мозга были связаны с общими и индивидуальными характеристиками лиц. Вслед за этим участникам были показаны новые изображения с совершенно незнакомыми лицами. Результаты показали, что программа была способна декодировать активность мозга, вызванную новыми изображениями, и, отталкиваясь от уже изученных паттернов, смогла с большой точностью воссоздать общие черты лиц, которые видели люди. Вероятно, в будущем можно будет применять данную методику для восстановления портретов людей, которых мы никогда не видели в жизни, но о которых мечтали или представляли в нашем воображении.

Именно анализируя эти модели активности, нейробиологи сделали существенный шаг вперед в своих гипотезах о том, что человек думает, видит, визуализирует или слышит. При помощи программы, называемой «классификатором», компьютер получил возможность не только обрабатывать считываемую информацию, но и связывать паттерны активности мозга с различными стимулами. Как только программа собрала достаточное количество информации, чтобы научиться различать эти шаблоны между собой, она смогла определить, кто что думает и видит.

Со своей стороны, в рамках эксперимента, проведенного в 2008 году, команде исследователя Джека Галанта удалось построить модель активации областей мозга, отвечающих за визуальное восприятие. Участникам эксперимента была представлена подборка из 120 изображений, сменяющих друг друга внутри компьютерного томографа. Анализируя паттерны активности мозга, модель смогла определить, какое изображение видел тот или иной участник эксперимента в определенный момент времени, с точностью до 92 процентов. При увеличении количества просматриваемых участниками эксперимента изображений точность работы модели на удивление оставалась крайне высокой. В эксперименте, проводимом в 2011 году, эта же команда ученых расширила область исследования, добавив к ней динамические изображения в виде сцен из фильмов. Сначала участникам исследования была показана серия видео, чтобы компьютер смог считать шаблоны мозговой деятельности, которые активизировались при просмотре того или иного фрагмента. Затем компьютер оценивал мозговую активность участников эксперимента при просмотре ими нового ряда видеороликов, взятых уже из других фильмов. После этого ученым оставалось лишь наблюдать за тем, сможет ли компьютерная программа, изучившая мозговые паттерны, возникшие при просмотре первой подборки фрагментов, наиболее точно сопоставить их со стимулами, которые возникали при просмотре второй видеогалереи. Сходство между изображениями, которые компьютер выбирал для сравнения старых фильмов с новыми, было очень высоко. Следует особо подчеркнуть, что в этих типах экспериментов компьютер смог восстановить изображения, просматриваемые человеком, отталкиваясь лишь от паттернов активности головного мозга.

Детектор лжи – еще одна из любимых тем научной фантастики. Наука также хотела не оставаться в стороне и решить проблему лжи при помощи исследований. Существует целый ряд статей, в которых авторы пытаются использовать нейровизуализацию для расшифровки ее мозговых коррелятов. Но поскольку все проведенные исследования сводились к сравнению групп испытуемых, они не помогли решить целый ряд проблем, которые возникают, когда дело доходит до уровня отдельно взятого человека. Результаты подобных исследований могут показаться многообещающими, однако стоит отметить, что на практике они столкнулись с серьезными методологическими трудностями и, по сути, никогда не выходили за рамки исследовательских лабораторий. Последнее лишает нас возможности узнать, что может произойти в реальных условиях с людьми, которые не добровольно участвуют в исследовании или эксперименте, а по-настоящему пытаются скрыть правду.

Аналогичные исследования были также проведены и в других областях, таких как изучение слуховых стимулов. В 2014 году с использованием внутричерепной электроэнцефалограммы был проведен эксперимент по измерению активности головного мозга людей, читавших вслух и читавших про себя. На основе данных, получаемых при чтении вслух, была создана модель, которая по данным о мозговой активности должна была восстановить речь человека, читавшего про себя. Однако результаты эксперимента оказались довольно скромными. Помимо этого исследования, можно также отметить эксперимент 2012 года, в ходе которого ученым удалось восстановить физические характеристики речи (спектрограмма).

Хотя подобные примеры демонстрируют огромный потенциал методов нейровизуализации, важно помнить об огромных ограничениях и проблемах, сопряженных с разработкой технологий, способных читать мысли. Адина Роскис, президент Программы когнитивных наук Дартмутского университета, утверждает, что очень важно смотреть на это как на своего рода спектр, двумя крайностями которого является возможность читать мозг и читать сознание человека. В настоящее время мы находимся намного ближе к первому, чем ко второму. Поскольку методы картирования мозга позволяют нам делать детальные выводы о его ментальном содержании, мы только начинаем делать шаги в сторону технологий, способных на это. Создание практически бесконечных словарей, в которых определенные паттерны активности сопоставлялись бы с конкретными значениями, не является правильным решением или целью, к которой следует стремиться. На сегодняшний день чтение мыслей по-прежнему остается прерогативой вымышленных персонажей, таких как граф Дракула. И лучший способ узнать, о чем думает человек, – это, как советует в названии к одному из своих фильмов знаменитый испанский режиссер Педро Альмодовара, поговорить с ним.

* * *

Телевизор – это то, чего мы действительно ждали всю нашу жизнь. Поход в кино требовал определенной степени усилий. Кто-то должен был остаться с детьми. Нужно было вытащить машину из гаража, что уже было непросто. А потом подъехать к кинотеатру, да еще припарковаться. Иногда приходилось идти пешком половину квартала. А потом люди с большими головами усаживались один перед другим, и обстановка становилась нервозной… Радио было намного лучше, но вот смотреть было не на что. Приходилось блуждать взглядом по комнате и думать о каких-то других вещах, о которых думать не хотелось. Надо было подключать хоть какое-то воображение, чтобы нарисовать картину происходящего, основанную на одном только звуке. Но телевизор идеален. Достаточно повернуть несколько переключателей, плюхнуться в кресло и опустошить разум от всякой мысли. И вот ты сидишь один на один, созерцая, как пузыри поднимаются на поверхность первообразной топи. И не надо ни о чем думать. И никто даже не вспоминает про мозг, потому что в этот момент он совсем не нужен. Сердце, печень и легкие по-прежнему нормально функционируют. И кроме этого, все вокруг – это мир и покой.

Рэймонд Чандлер, «Простое искусство писать», письмо Чарльзу Мортону, ноябрь 1950

Мозг в сети

Другой прорыв в науке, по-видимому, также вдохновленный научной фантастикой, отражает собой стремление и попытки выстроить коммуникацию между мозгом разных людей, то есть установить обмен мыслями прямым, а не опосредованным способом. Нейробиология благодаря нейрокомпьютерному интерфейсу (о чем мы подробнее поговорим в главе 4) позволяет парализованным пациентам или пациентам с другими тяжелыми травмами использовать электрическую активность своего мозга, чтобы управлять движением устройств и тем самым выполнять простые задачи и действия.

Так можно ли создать совершенно новую форму мышления, которая будет осуществляться через взаимосвязь между мозгом разных людей? Станем ли мы свидетелями рождения некоего «сверхразума»?

По мере того как расширялись исследования в области подключения мозга к компьютеру, возможность передачи от одного мозга к другому казалась более осуществимой. Группа исследователей во главе с профессором Университета Дьюка Мигелем Николесисом стала одной из первых, кому удалось создать интерфейс «мозг – мозг» (Brain-to-Brain Interface, или BBI в английском обозначении), и возглавила научные разработки с многообещающими результатами. Интерфейс «мозг – мозг» был впервые использован в эксперименте с грызунами, в ходе которого были записаны образцы мозговой деятельности одной крысы, а затем переданы в мозг другого животного, выполнявшего сенсомоторные задачи на основании получаемых импульсов. Животные не видели друг друга и общались только посредством передачи и приема сигналов через мозг. Эксперимент показал, что поведение одного животного не только влияло на поведение другого, они оба проявляли связность действий, хотя даже не догадывались о существовании друг друга, настолько, что исследователи отметили, что грызуны действовали как единое целое, как только их мозг оказался подключен. Оба животных старались быстро реагировать на поступающие импульсы или, наоборот, останавливались и выжидали, все в соответствии с той связью, которая была установлена между ними. Например, первое животное получало вознаграждение всякий раз, когда второе реагировало на стимул правильно, в результате чего оно адаптировало свое поведение и активность мозга так, чтобы его партнеру было легче выполнить поставленную перед ним задачу. Вероятно, это свидетельствует о том, что в мире впервые была создана новая модель общения. Во время проведения повторного эксперимента одного из животных разместили в лаборатории в Бразилии, в то время как другого оставили в лаборатории США. Несмотря на использование обычного интернет-соединения для передачи сигналов от одного грызуна к другому, результаты оказались такими же, как и в первый раз.

После успешного опыта с животными аналогичные опыты были проведены на людях. Участники – отправитель и получатель сигналов – должны были играть в компьютерную игру, общаясь только на уровне мозга. Цель игры заключалась в том, чтобы защитить город от нападения пиратских кораблей, запуская снаряды из пушки до того, как раздастся выстрел с палубы корабля. Отправитель сигнала мог видеть игру на экране, и всякий раз, когда ему надо было стрелять из пушки, он должен был думать о движении правой рукой. Эта электрическая активность мозга регистрировалась при помощи электроэнцефалограммы и передавалась на компьютер получателя, который был подключен к транскранеальному магнитному стимулятору, генерировавшему импульсы в мозг. Таким образом, получатель, который не видел перед собой экран, точно знал, когда кликнуть по мышке, чтобы выстрелить в пиратов. Другими словами, когда отправитель сигнала представлял себя стреляющим из пушки, его мозг передавал соответствующие низкочастотные колебания в мозг получателя.

Но Николесис предупреждает, что это все-таки нельзя считать настоящей функциональной связью между мозгом разных людей, поскольку в рамках эксперимента мозговая активность одного человека используется для магнитной стимуляции мозговой активности другого человека, что приводит к генерированию непроизвольного моторного ответа. Сегодня его исследовательская группа занимается изучением совершенно новой формы интерфейса «мозг – мозг», в которой происходит обмен данными об активности головного мозга сразу нескольких людей. Данная разработка получила название Brainets, что в переводе означает нейросети. Ее основная цель сводится к тому, чтобы соединить мозговую активность различных животных в рамках единой системы, направленной на достижение общей цели. Считается, что это может заложить основы для создания совершенно нового типа вычислительного устройства – настоящего органического компьютера. Используя данную парадигму, Brainets могла бы решать целый ряд задач, таких как обработка изображений, хранение данных, сбор тактильной информации и даже прогнозирование погоды. Несмотря на эти многообещающие открытия, считается, что данная технология не сможет быстро привести к появлению эффективной и устойчивой формы связи между мозгом и мозгом, поскольку в ее развитии ученые опираются в первую очередь на цифровые компьютерные технологии.

Одним из самых значимых научно-фантастических фильмов с точки зрения технологического сюжета является «Аватар», действие которого разворачивается в удивительном мире Пандоры, чьи жители способны при помощи Эйвы, дерева душ, подключиться к глобальной сети – всеобщему разуму природы и предков. И в этом скрыта огромная идея о необходимость ценить свое прошлое и окружающий мир. Это именно то, о чем должны помнить люди в этой бесконечной гонке за выгодой от передовых разработок.

* * *

Если это будет зависеть от меня, то Тетиароа навсегда останется местом, напоминающим таитянам о том, кто они есть и кем они были несколько столетий назад и, я убежден, кем они остаются до сих пор, несмотря на миссионеров и деятелей искусств, гонящихся за легкими деньгами. Местом, где они смогут радоваться, производить на свет потомство и наслаждаться жизнью, избавленной от эксплуатации извне. Мне бы хотелось, чтобы остров превратился в морской парк с технологическими системами, которые будут обеспечивать жителей большим количеством пищи. Поскольку население быстро прирастает, им придется найти способы, чтобы увеличить площадь возделываемых земель и лагун. Если я смогу добиться этого, это принесет мне гораздо больше радости, чем любая съемка, в которой я когда-либо принимал участие.

Марлон Брандо, «Брандо»

Кто хочет жить вечно?

Приверженцы философии футуризма уже давно исследуют идею о перемещении сознания человека из физического тела в некий искусственный формат (например, компьютер). Согласно их доводам это стало бы возможным, если бы нам удалось выполнить полное сканирование состояния мозга человека, которое впоследствии можно было бы воспроизвести в другом формате. Некоторые люди, такие как уже упомянутый выше технический директор компании Google Рэймонд Курцвейл, поддерживают идеи о том, что подобный сценарий вполне реален для будущего и что он может стать ключом к достижению своего рода бессмертия, цифрового бессмертия.

В настоящее время Себастьян Сеунг, ученый из Принстонского университета, работает над составлением карты всех нейронных связей мозга грызуна, которая получила название «коннектом мозга». Но мы прекрасно понимаем, что полное описание структуры связей в нервной системе человеческого организма представляет собой куда более сложную задачу. Для создания столь подробной карты потребуется колоссальный размер памяти объемом в зеттабайт (то есть 1 триллион гигабайт, что эквивалентно записи 110 миллионов фильмов продолжительностью в два часа в высоком разрешении). При этом мы должны помнить, что это будет включать в себя только данные о связях в мозге, которые необходимо дополнить информацией о химической и электрической активности, соответствующей этим связям. Эта работа вызвала критику со стороны ряда нейробиологов, таких как профессор Колумбийского университета Кеннет Миллер, который утверждает, что для выполнения поставленной задачи потребуется не менее нескольких сотен лет, но при этом не исключает полностью теоретической возможности. Другие ученые, в свою очередь, критикуют существующие теоретические ограничения и утверждают, что подобное исследование напрямую не может быть реализовано.

Возможность переноса сознания в другой формат опирается на утверждения, что разум является результатом функциональных отношений между определенными физическими элементами. Получая входной сигнал, миллиарды нейронов мозга реагируют определенным образом и генерируют в ответ конкретный результат. Исходя из позиции, что функциональные связи можно воспроизводить при помощи компьютеров, то есть за пределами органического и биологического мозга, делаем вывод, что можно воссоздать сам человеческий мозг, а следовательно, и сознание, которое будет жить вечно. Тем не менее противники данной теории, как, например, американский философ Нед Блок, чтобы показать абсурдность всей идеи, утверждают, что если присвоить двоичные значения всему населению Китая, а затем заставить их имитировать определенные отношения, следуя строгим принципам входных и выходных сигналов, то это вряд ли приведет к возникновению разума. В любом случае, как мы уже упоминали, говоря об искусственном интеллекте, невозможно представить себе сознание исключительно как компьютер, изолированный от тела. Физические состояния влияют на психические процессы, такие как эмоции и принятие решений. Сознание в соответствии с этой парадигмой является следствием работы всего тела, а не только мозга. Относительно этого Антонио Дамасио писал:

Тело отвечает не просто за поддержание жизнеобеспечения и модулирующие функции головного мозга. Оно представляет собой содержание, которое является неотъемлемой частью нормальной работы сознания.

Идея цифрового бессмертия тем самым сводится к жизнеспособности гипотезы о вычислительной природе разума. Ее состоятельность означала бы, что разум можно воспроизвести на любом другом субстрате, а не только на биологическом. Тем не менее некоторые авторы, такие как выдающийся философ Джон Серл и основатель Редвудского центра теоретической нейробиологии Джефф Хокинс, считают, что существует целый ряд фундаментальных свойств, присущих биологическому субстрату нашего головного мозга, без которых рождение разума или сознания в том виде, в каком мы его понимаем, попросту невозможно. Как писал уже упомянутый выше Мигель Николесис:

Наше сознание вовсе не цифровое. Оно зависит от информации, встроенной в ткань мозга, которую невозможно извлечь цифровыми методами и средствами. Цифровое бессмертие не наступит никогда. Это всего лишь научно-фантастический вымысел, не имеющий никакой научной поддержки. Сравнивая сознание с цифровыми машинами, мы только принижаем уникальную природу человеческого состояния и вселяем страх в людей, далеких от познаний о работе мозга.

Стремление к бессмертию было фантазией и желанием, предметом бесчисленных мифов и легенд на протяжении разных эпох. Однако стоит посмотреть и на оборотную сторону того, что люди наивно считают величайшим из достижимых благ. Что, если не коллективная трагедия разворачивается перед нашими глазами в «Перебоях в смерти» Жозе Сарамаго? И отчего главный герой Кристофера Ламберта Коннор Маклауд из покорившего всех несколько десятилетий назад фильма «Горец» с прекрасной музыкой группы Queen воспринимает свое бессмертие как исключительное несчастье? Не оттого ли, что удел его существования – одиночество: любовь его жизни умерла, как будут продолжать умирать и все последующие его возлюбленные. И ему остается лишь жить дальше среди чужих людей, неся свое роковое бремя бессмертия. Герой, получивший истинное, хотя и конечное человеческое благо.

* * *

Если бы мне сказали: «Тебе остается жить двадцать лет. Чем бы ты заполнил двадцать четыре часа каждого оставшегося тебе дня?», – я бы ответил: «Дайте мне два часа для активной жизни и двадцать два часа для снов – при условии, что я смогу их потом вспомнить», – ибо сон существует лишь благодаря памяти, которая его лелеет.

Луис Бунюэль, «Мой последний вздох»