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

«Не желаю ли я услышать, что Найт и его группа сумели вычленить из этой массы мозговых данных?» — спрашивает Шальк и нажимает на клавишу.

Это что-то невероятное и даже жутковатое. В динамике начинает настойчиво стучать бас-гитара, словно бешено бьющееся человеческое сердце. Звук немного глуховатый, словно доносится из-под воды, но это явный бас, никаких сомнений. Умоляющие стоны соло-гитары создают особого рода эхо: судя по всему, нажата педаль спецэффектов. С каждой новой музыкальной фразой ноты сыплются всё быстрее. Темп ошеломляющий, но в музыке, выходящей из динамика, есть нечто гипнотическое. Я сразу же понимаю, что это за вещь: мы слышим незабываемые завораживающие звуки флойдовской композиции «Еще один кирпич в стене, часть 1» (По словам Шалька, он выбрал ее именно в силу психоделичности: ему показалось, что в данном случае это уместно.) Если забыть про глуховатость звучания, песня совершенно идентична той, которую я слушал в старших классах. Только вот источник этой версии — мозговые волны, а не какая-то банальная аудиозапись. По спине у меня пробегает холодок.

«Качество идеальное? — спрашивает Шальке. И сам же отвечает: — Нет. Но мы знаем не только то, что пациент слышит музыку, не только жанр или что-то в этом роде: вы узнаёте песню, безошибочно узнаёте конкретную вещь. Довольно безумно, правда? Когда-то такие штуки были фантастикой. Но теперь это уже больше не фантастика».

Это достижение стало возможным благодаря тому же открытию, которое позволило биоинженерам подключить протезы к моторной коре, — благодаря тому, что удалось выяснить: у большинства нейронов есть «кривая настройки». Георгопулос обнаружил, что некоторые из нейронов моторной коры с наибольшей охотой откликаются на определенное направление движения. Позже исследователи слухового восприятия сумели показать, что нейроны слуховой коры тоже имеют свои предпочтения — по части реагирования на определенные разновидности звуков. Они чаще всего порождают импульсы в ответ не на определенное направление и скорость движения (как нейроны моторной коры), а на определенную высоту ноты и амплитуду звука. Найт и его группа поняли: если сыграть определенному нейрону слуховой коры нужную ноту, он с большой вероятностью даст импульс — подобно тому, как у Хьюбела и Визеля нейрон зрительной коры подопытной кошки стабильно давал импульс, восприняв линию, проходящую под определенным углом. Если нота будет всё больше отличаться от предпочитаемой данным нейроном (такие предпочтения складываются под влиянием некоей комбинации генетических факторов и опыта), его скорость испускания импульсов будет уменьшаться — подобно тому, как она уменьшается у нейрона моторной коры, когда планируемое направление движения отличается от того угла, который предпочитает этот нейрон.

Сейчас Шальк и его коллеги из Беркли пытаются научиться определять, какой текст мысленно произносят пациенты — Геттисбергскую речь Линкольна, инаугурационную речь Кеннеди или детский стишок про Шалтая-Болтая — лишь путем изучения данных об активности их мозга. Затем они хотят попробовать воспроизвести эту внутреннюю речь с помощью понятных звуков, применяя такую же методику, о которой мы рассказали.

* * *

Есть и еще одно многообещающее достижение на этом пути. В 2014 г. Фил Кеннеди снова вступил в гонку исследователей, стремящихся расшифровать внутреннюю речь. Имплантировать электроды в новых американских пациентов по-прежнему было запрещено, и Кеннеди опасался, что его двадцатидевятилетние исследования «зачахнут на корню», если он не примет решительные меры. Поэтому он отправился в Белиз и заплатил одному нейрохирургу 25 000 долларов, чтобы он имплантировал электроды в речевую зону моторной коры самого Кеннеди. Исследователь рассудил: при этом он не утратит способности говорить, а поскольку он будет проводить эксперимент сам, то будет точно знать, в какой именно момент он представляет, что произносит слова. А значит, это позволит ему точно вычленить мозговые сигналы, возникающие именно в то мгновение, когда он представляет себе эти слова.

Вернувшись домой в Дулут (штат Джорджия), Кеннеди начал кропотливую работу в своей речевой лаборатории (по большей части в одиночку), записывая, как активируются его нейроны, когда он снова и снова повторяет 29 фонем (таких как [а], [э], [э], [о], [у], [jy] и такие согласные, как [ч] и [дж]) — сначала вслух, а потом про себя. То же самое он проделал примерно с 290 короткими словами (такими как «мел» или «план»). Кроме того, он использовал фразы с резко отличающимися комбинациями фонем: «Привет, мир», «В какой частной фирме», «Мальчик рад даже краткой пробежке».

Кеннеди надеялся несколько лет пожить с этими имплантами в мозгу, собирая данные, усовершенствуя методику контроля и публикуя статьи. Но черепной разрез всё никак не затягивался полностью, и возникла опасная ситуация. Уже в январе 2015-го, после всего нескольких недель сбора информации, Кеннеди пришлось обратиться к врачам одной из ближайших больниц, чтобы те удалили импланты: это должно было позволить разрезу зарасти. Счет за операцию составил 94 000 долларов. Кеннеди переправил его своей страховой компании (он уверяет, что сам в итоге заплатил всего 15 000). Но он все-таки успел набрать достаточно данных для того, чтобы возобновить свои исследования. Ученый надеется совершить открытия, которые станут дополнением работ Шалька со слуховой корой.

«Я еще легко отделался, так что я вполне доволен, — замечает он. — После операции у меня на голове какое-то время оставалось несколько синяков и шишек, зато я получил четыре недели очень хороших данных. Я. буду их еще долго использовать в своей работе».

Между тем прошло уже почти 30 лет с тех пор, как Дэвиду Джейну поставили страшный диагноз, а пациент до сих пор с нами. Утратив способность шевелить пальцами, он стал использовать инфракрасный переключатель, установленный на очках. Дэвид активировал устройство поднятием бровей. Позже он вызвался стать подопытным кроликом в еще одном проекте Фила Кеннеди, в результате чего удалось создать прибор, который Дэвид использует сегодня: электромиографический (ЭМГ-) сенсор с Bluetooth, установленный на его нижней челюсти. Этот датчик улавливает электрические сигналы, порождаемые микросокращениями мышц, и передает их программе, которая интерпретирует эти сигналы, как нажатие на клавишу или клик мышкой. В 2000 г. аналогичный прибор состоял из двух блоков общим размером с батон хлеба, из ноутбука и десяти метров кабелей и проводов. Теперь это вполне компактная система с беспроводной связью.

Похоже, пока этого достаточно. Сейчас Дэвид способен набирать девять слов в минуту. Он сообщает, что в последние месяцы открыл для себя новую диету и новый режим восстановления. Он уверяет, что именно благодаря этому начал вновь обретать утраченную возможность двигаться, хотя пока и в очень ограниченных масштабах: сегодня Дэвид может улыбаться, двигать головой, сгибать мышцы ног. Он регулярно пишет о своих очередных достижениях на Фейсбуке, где у него почти 3300 подписчиков.