Адам Пиорей - Человек 2.0. Перезагрузка. Реальные истории о невероятных возможностях науки и человеческого организма

* * *

Гервин Шальк — не самый типичный ученый. Он впервые раскрыл научный журнал лишь несколько лет назад. Он почти ничего не знал о человеческом мозге. И он никогда не встречался с больными БАС — такими, как Дэвид Джейн. У Шалька всегда была только одна страсть — компьютеры. Ученым необходимы специалисты вроде Шалька, иначе у них не будет никаких шансов взломать самый сложный код из всех, какие существуют в природе.

Уроженец австрийского города Грац, известного еще со Средних веков (и во многом сохранившего средневековый облик), Шальк влюбился во всё цифровое уже в тот момент, когда ему было двенадцать и его отец принес домой компьютер «Commodore Amiga >. Почти все свои подростковые годы Шальк провел, изучая англоязычные компьютерные инструкции и пытаясь, словно археолог над древним свитком, извлечь смысл из хаоса непонятных слов. Так он постепенно научился говорить по-английски.

В старших классах Шальк повадился днем незаметно отпирать окно школьной компьютерной лаборатории, чтобы ночью он мог пробраться внутрь и воспользоваться машинами. В 15 лет он присвоил сам себе ник «Безумец» и запрограммировал все эти компьютеры, чтобы они выдавали сообщение «Безумец — классный» всякий раз, когда кто-нибудь их загружает. Учителю информатики оказалось не по силам избавиться от этой напасти, и сообщение так и продолжало появляться, ежедневно напоминая об анонимной «классности» Шалька и приветствуя его до окончания школы.

Поступив в Технический университет Граца, Шальк выбрал сдвоенную бакалавро-магистерскую программу по электроинженерии и информатике: у него ушло почти восемь лет на то, чтобы освоить эту программу, известную среди здешних студентов своей сложностью. Наконец он получил диплом. Юноше явно очень хотелось приключений. Поэтому в 1997 г., прослышав о возможности поехать в США для работы над диссертацией в каком-то городе под названием Олбани (штат Нью-Йорк), он сразу же ухватился за этот шанс. Правда, Шальк раньше никогда не слышал об этой сфере — нейрокомпьютерные интерфейсы. Но его не очень-то волновала тема диссертации.

«Я подумал: раз там написано про интерфейсы "мозг-компьютер", может, мне придется работать над какой-нибудь трехмерной реконструкцией челюсти по томографическим снимкам или над чем-то в этом роде, — говорит Шальк. — Но там было написано „Нью-Йорк“, и я подумал: главное, я буду рядом с этим городом».

Ни то ни другое предположение не оправдалось. Однако с точки зрения профессиональной карьеры выбор Шалька оказался удачным. Выпускникам вузов предоставили возможность занять это место, поскольку один из грацских профессоров Шалька сотрудничал с Джонатаном Уолпоу, врачом-исследователем из Центра Уодсворта, той самой лаборатории общественного здравоохранения штата Нью-Йорк, расположенной в Олбани. Уолпоу стал для молодого человека идеальным проводником по этой быстро развивающейся области, которая, как выяснилось, идеально подходила для приложения талантов Шалька.

Уолпоу, невролог с официальным разрешением на врачебную практику, работал с такими «запертыми в тюрьме своего тела» пациентами, пытаясь использовать существующие технологии для того, чтобы помочь им вновь обрести способность общаться с внешним миром. Опытный клиницист, Уолпоу знал, казалось, всё, что мог бы надеяться узнать человек, о том, как функционирует мозг, и о тех бесчисленных неполадках, которые могут возникать в нем. И он был очень рад поделиться своими познаниями.

Но Уолпоу требовался специалист, способный помочь ему разобраться в ошеломляющем количестве данных, которые он сумел добыть из этого органа благодаря стремительно развивающимся техническим методам и инструментам, позволяющим выполнять всё большее число задач. Как выяснилось, Уолпоу был очень щедрым наставником. Всего за несколько лет Шальк не только завоевал его доверие, но и получил вторую магистерскую, а также кандидатскую степень в расположенном неподалеку Политехническом институте Ренсселера. За время обучения там его средняя оценка составила 4,0, а на кандидатском экзамене он получил наивысший балл за всю историю факультета электроинженерии. Кроме того, он добился от NIH гранта в 1,4 млн долларов и благодаря этому финансированию разработал универсальный софт для нейрокомпьютерных интерфейсов, который теперь стал стандартом в этой отрасли. Его используют около 3000 человек, живущих в самых разных регионах планеты.

Вероятно, важнее всего то, что под руководством Уолпоу неутомимый Шальк получил первоклассное образование в той сфере, которую он вскоре сделает основной для себя — в сфере с туманным названием (поначалу он думал, что это как-то связано с трехмерной реконструкцией челюсти), сосредоточенной на развитии интерфейсов «мозг-компьютер», или нейрокомпьютерных интерфейсов (НКИ, как сокращенно называют их работающие в этой области).

* * *

В 1969 г. еще один молодой ученый, Эберхард Фец, намного опередил свое время, сумев проделать трюк, к которому многие нейрофизиологи отнеслись весьма скептически. Упорными тренировками Фец добился того, чтобы подопытная мартышка научилась передвигать стрелку измерительного прибора, используя лишь свои мозговые волны.

Фец, собственно говоря, не заявлял, что это телекинез, хотя вы могли бы так решить, судя по той ядовитой критике, которая на него полилась. Однако в то время мало кому из работающих в области нейрофизиологии могло бы прийти в голову попробовать проделать этот фокус — подключить мозг обезьяны к какому-то механическому устройству. К тому же путь Феца к этому нестандартному подходу оказался весьма необычным.

Эберхард Фец работал над диссертацией по физике в МТИ (он занимался статистической механикой), когда однажды ночью у него под действием мескалина или, может, ЛСД (он сам точно не помнит) случилось озарение. Ошеломленный калейдоскопически стремительными сдвигами внутреннего состояния, Фец вдруг понял, что его куда больше интересуют загадки сознания, чем «охота на магнитный момент частицы». Уже будучи постдоком в Вашингтонском университете и работая под руководством одного нейрофизиолога, Фец в совершенстве овладел теми методиками фиксации активности отдельных нейронов, которые незадолго до этого так успешно применяли Хьюбел с Визелем для измерения активности нейронов в зрительной коре подопытных кошек. Но Хьюбела и Визеля интересовало измерение сигналов, поступающих в зрительную область коры из внешнего мира. В лаборатории, где трудился Фец, ставили перед собой иную цель. Они подключали электроды к нейронам моторной области коры, отслеживая сигналы, исходящие из мозга.

Фец обладал творческими способностями и техническим мастерством, которые позволяли ему не только проводить измерения, но и заниматься более серьезными исследованиями. В частности, он усаживал подопытную мартышку в кабинку, откуда открывался вид на кран, по которому подавался яблочный соус, и на механическое устройство, которое двигало стрелку измерительного прибора всякий раз, когда оно улавливало, что определенный нейрон дал импульс. Затем Фец устроил так, чтобы этот самец обезьяны получал всё больше соуса с каждым новым случаем, когда ему удается «мысленным усилием» сдвинуть стрелку.