№2

Нейро-интерфейс

В 1963 году любители традиционной корриды в испанской Кордове стали очевидцами удивительного зрелища. На арену вышли тореодор и бык. Разъярённое животное весом 250 кг, как и полагается, рвануло в атаку. Однако в метре от храброго укротителя бык внезапно остановился, пару раз фыркнул, развернулся и невозмутимо удалился с арены. То, что любой обыватель наверняка расценил бы как магию, на самом деле являлось научным экспериментом по управлению поведением. В мозг быка был вживлен чип, тореодором оказался нейробиолог Хосе Дельгадо, а вместо красного полотна у него в руке был пульт, который вызывал электрическую стимуляцию зон мозга животного, отвечающих за агрессию.

С тех пор нейротехнологии ушли далеко вперед. Бионические протезы, экзоскелеты, айтрекеры, программы для синхронного перевода и гаджеты для брейнфитнеса — всё это уже широко используется в медицине, рекламном бизнесе и даже при проверке сотрудников на честность. Какие горизонты открывают перед человечеством нейроинтерфейсы и почему сегодня на первое место выходят вопросы нейроэтики, нам рассказал ректор Ярославского государственного медицинского университета, академик РАН Александр ХОХЛОВ.
Александр Леонидович, несмотря на то, что на дворе уже 2025 год, а Илон Маск полным ходом проводит эксперименты по вживлению чипов в мозг людям, нейротехнологии всё равно остаются в представлении простых обывателей чем‑то из области фантастики и киберпанка. Почему общество до сих пор относится к ним с опаской?

— Общество действительно осторожно относится к появлению нейротехнологий. Возможно, это связано с экзистенциальным страхом, известным как эффект зловещей долины. Это явление основано на гипотезе, сформулированной японским учёным-робототехником и инженером Масахиро Мори в 1978 г. Она подразумевает, что робот или другой объект, выглядящий или действующий примерно, как человек — но не точно так, как настоящий, так как робот не проявляет эмоций, — вызывает неприязнь и отвращение у людей-наблюдателей. Вместе с тем концепция человека-машины присутствовала как образ в мифологии, начиная с искусственного греческого мифологического героя Талоса и далее — в многочисленных произведениях писателей: Эдгара По, Салтыкова-Щедрина и других. Позитивный образ киберсистем все больше находит отражение в детских сказках и мультсериалах. Эти персонажи доброжелательны, полезны и оказываются на стороне добра.

Что представляют собой современные нейротехнологии, и почему международное сообщество в наши дни всё чаще интересуется вопросами этичности их применения?

— Существует множество определений нейротехнологий. Согласно рекомендациям ЮНЕСКО, они относятся к устройствам, системам и процедурам, охватывающим как аппаратное, так и программное обеспечение, которые напрямую получают доступ к нервной системе, измеряют, отслеживают, анализируют, прогнозируют, регулируют её состояние с целью понимания, оказания воздействия, восстановления структуры, активности и функции. Самое главное, от чего надо отталкиваться — это получение информации и, соответственно, передача информации для того, чтобы компенсировать или даже заместить функцию тех или иных органов человека. Все технологии — с искусственным интеллектом, без искусственного интеллекта, хотя большинство из них сейчас все‑таки используют искусственный интеллект, — нацелены на то, чтобы получить информацию, которую можно интерпретировать, соответствующим образом анализировать. В том числе и ставить диагноз. Далее, после диагностических процедур, могут идти профилактические, лечебные и реабилитационные процедуры.
СПРАВКА
История развития нейротехнологий, иными словами интерфейсов «мозг — компьютер», насчитывает более ста лет.
Впервые в 1875 году английский физиолог Ричард Кэтон обнаружил и продемонстрировал электрические сигналы на поверхности мозга животного.
Академик Иван Петрович Павлов в своих работах 1883−1936 гг. заложил фундамент для современных нейротехнологий через открытие и разработку учения об условных рефлексах и высшей нервной деятельности. Его исследования позволили научно объяснить, как структура и функции нервной системы определяют адаптивное поведение, обучение, память и другие когнитивные процессы, что легло в основу многих современных методов невроинженерии и когнитивных технологий.
В 1924 году немецкий физиолог и психиатр Ханс Бергер зафиксировал при помощи гальванометра на бумаге в виде кривой электрические сигналы от поверхности головы.
Первым полноценным нейроинтерфейсом считается Stimoceiver — электродное устройство, которое управлялось с помощью FM-радиосигнала. В 1963 году нейробиолог Йельского университета (США) Хосе Дельгадо провел свой знаменитый эксперимент с быком по кличке Люцеро. Ученому удалось изменить направление движения животного, в мозг которого был вживлён чип.
В 1960‑е годы американский нейрофизиолог Грей Уолтер, используя электроды на коже головы человека, зарегистрировал возбуждения от движения большого пальца.
В 1972 году в США Уильям Хаус начал первую в мире программу лечения глухоты с помощью кохлеарного импланта.
В 1998 году нейрофизиолог Филип Кеннеди впервые вживил чип в мозг парализованного художника Джонни Рея, который смог управлять курсором на экране компьютерного монитора, представляя себе движение рук.
В 1999 году команда ученых из Университета Калифорнии под руководством Яна Дэна смогла расшифровать сигналы зрительной системы кошки и воспроизвела изображения, которые воспринимает мозг животного.
В 2004 году компания Cyberkinetics Inc. представила первого в мире человека-киборга Мэтью Нэйгла, парализованного в результате ножевого ранения. В мозг Нэйгла был вживлен нейроимплант с нейроинтерфейсом «BrainGate», с помощью которого пациент силой мысли мог перемещать курсор на компьютере, включать телевизор и управлять роботизированной рукой.
Вы уделили особое внимание возможностям диагностики и лечения с помощью нейроинтерфейсов. То есть основной сферой их применения сегодня является медицина?

— Нейротехнологии могут быть использованы на всех уровнях оказания медицинской помощи ради достижения благополучия человека. Если говорить о достижении в сфере нейротехнологий, то уже сегодня уже активно используются бионические протезы. Это уже данность, которая применяется в области протезирования и реабилитации. Это очень серьезное направление. Кроме того, нейротехнологии используются для реабилитации пациентов, перенёсших инсульт, страдающих параличом. С помощью этих технологий сегодня восстанавливают речь, зрение. С помощью вживления чипов можно передавать информацию в виде печатного текста. То есть врач, используя нейротехнологии, получает новые возможности для общения с пациентом. Что касается зрения, нынешние технологии позволяют слепому человеку видеть не так, как видим мы с вами, зрячие. Пока речь идет о передаче неких образов. Кроме того, есть еще такое понятие, как нейроассистенты. Это электронные помощники, использующие технологии машинного обучения и обработки языка. Для примера — это системы перевода с одного языка на другой. Причем они очень быстро развиваются. В этой области уже совершен прорыв в плане качества перевода. На некоторых крупных мероприятиях эти технологии используются и демонстрируют достаточно успешные примеры синхронного перевода. Применение нейротехнологий вышло далеко за пределы медицины. Это и образование, улучшение когнитивных функций, облегчение изучения иностранных языков. И нейромаркетинг, который позволяет проводить анализ эмоциональных и когнитивных реакций человека, совершенствовать рекламу, повышать эффективность коммуникации. Есть ещё понятие «айтрекинг». Эту технологию активно используют в нейромаркетинге, но важна она и в точных профессиях. Компьютер отслеживает движения глаз сотрудника и может подать сигнал, когда человек устал.

Могут ли современные нейротехнологии помочь в работе психологов и специалистов по отбору персонала? В некоторых организациях, и коммерческих, и государственных, при приеме на работу предлагают пройти исследование на детекторе лжи. Но эксперты говорят, что его при желании и умении можно обмануть.

— Детектор лжи — это тоже нейротехнология. Но сейчас возможности расширяются, потому что данные, которые современные нейроинтерфейсы получают от человека, — это так называемые прямые нейронные данные, которые содержат качественные и количественные данные о структуре, активности и функции нервной системы, собранные с помощью нейротехнологии.

Несколько существующих сегодня технологий собирают биометрические данные, косвенно информирующие о нейронной активности. Такие биометрические данные называются косвенными нейронными данными, позволяющими делать выводы о психических состояниях.
СПРАВКА
Многочисленные исследования, проведенные в разных странах мира, доказали, что современная технология айтрекинга более эффективна для решения задачи детекции лжи, чем традиционная проверка на полиграфе.
«В отличие от полиграфа, данная технология обладает рядом преимуществ. С одной стороны, айтрекинг является менее стрессогенной процедурой, так как регистрация окуломоторной активности ведется бесконтактно, без закрепления датчиков на теле обследуемого, что делает процедуру оценки более комфортной для обследуемого. С другой стороны, процесс регистрации положения и перемещения взора человека занимает в три раза меньше времени, чем стандартное исследование с применением полиграфа» (Экспериментальная психология 2018. Том 11. № 1. С. 156−165 Жбанкова О. В., Гусев В. Б.).
В экспериментальных исследованиях установлено, что в ситуации лжи наблюдаются изменения размера зрачка. В настоящее время в США активно развивается направление обнаружения обмана, основанное на регистрации движения глаз. Исследователи из Университета штата Юта США (Kircher et al., 2010, 2014) применили данную методику в экспериментах, суть которых заключалась в предъявлении испытуемому на экране монитора ряда вопросов, на которые можно было бы дать либо правдивый, либо ложный ответ. Регистрируя когнитивные реакции опрашиваемого, проявляющиеся в изменении диаметра зрачков, времени ответа и количестве перечитываний вопроса, исследователи установили, что во время лжи возрастает когнитивная нагрузка (Vendemia, 2003).


НАШ ОПЫТ
В России технология айтрекинга также используется для проведения кадровых проверок. Жбанкова О. В. и Гусев В.Б приводят пример такого исследования в Следственном комитете РФ:
«Все проверяемые лица проходили стандартное обследование на полиграфе «Диана» и айтрекере фирмы SMI-RED‑250 (Германия). Обследование каждого человека проводилось в один день с использованием каждого из аппаратов поочередно. В обследовании принял участие 201 кандидат на службу в различные структуры Следственного комитета Российской Федерации. Основную часть обследуемых составляли лица до 30 лет (130 человек), мужчин в группе обследуемых было примерно в два раза больше, чем женщин, 134 и 67 человек соответственно. Все кандидаты были с нормальным или скорректированным до нормального зрением. Обследование проводилось после подписания кандидатами на работу письменного согласия на его проведение.
В ходе исследования было показано 80‑процентное совпадение данных, полученных на полиграфе и айтрекере. Разработанный в Следственном комитете РФ метод оценки психоэмоционального состояния человека на основе видеоокулографии позволяет без подключения множества датчиков регистрировать психоэмоциональные и психофизиологические реакции человека для выявления скрываемой информации. Полученные экспериментальные данные указывают на высокую прогностическую возможность метода диагностики кадров с использованием айтрекинга и подтверждают перспективность его применения для выявления скрываемой информации при проведении профессионального отбора кадров".
Давайте вернемся к применению нейротехнологий в лечении и реабилитации. Сейчас, когда идет СВО, особое значение приобретает тема протезирования. Как происходит интеграция человека с бионическим протезом?

— Это сложная задача. Протез — это чужеродная составляющая. Это не часть человека. Поэтому надо специальным образом проводить обучение. Интеграция организма с бионическим протезом проходит на нескольких уровнях. Это физиологический уровень, технологический и психологический. Физиологическая и технологическая составляющая заключаются в том, что сами протезы подготовлены соответствующим образом. Они оснащаются электродами, сенсорами, которые фиксируют сигналы, возникающие при сокращении мышц, или передающиеся по нервным окончаниям в культе. Потом они поступают на процессор протеза.

Процессор интерпретирует данные, активирует приводы, которые встроены в протез, для выполнения нужных движений. Такой протез максимально имитирует работу утраченной естественной конечности. Второй важный момент — это обратная связь. Пока не все протезы имеют функцию обратной связи. Но современные образцы могут не только выполнять движения, но и передавать ощущение давления, прикосновения, вибрации. Есть такие разработки, но это новый, следующий уровень. Проблема в том, что все эти дополнительные опции утяжеляют протез, к тому же возрастает стоимость. Однако новые технологии могут позволить пациенту различать силу захвата или даже, может быть, свойства предмета.
СПРАВКА
Фантомно-болевой синдром был впервые описан хирургом Амбруазом Паре в 1552 году.
Считается, что фантомная боль возникает у 60−85% взрослых пациентов с ампутированными конечностями.
Феномен фантомной боли описывал американский невролог Оливер Сакс в своей книге «Человек, который принял жену за шляпу»:
«Фантомы часто вызывают недоумение — норма это или патология, реальность или иллюзия? В этом вопросе медицинская литература только сбивает с толку, но пациенты, описывая свои ощущения, помогают внести ясность. Один из пациентов, наблюдательный человек, перенёсший ампутацию ноги выше колена, рассказал мне вот что:
«Эта штука, эта призрачная нога время от времени жутко болит — так болит, что на ней сводит пальцы, да и всю её может свести судорогой. Хуже всего ночью или когда снимаешь протез, и ещё когда ничего не делаешь. А вот пристегнёшь протез и пойдёшь — и боль проходит. На ходу я фантомную ногу всё равно чувствую, но это уже другой, хороший фантом — он оживляет протез и помогает мне двигаться».
То есть человек, потерявший руку, берет гладкий стакан и чувствует, что стакан именно гладкий?

— Да, но пока эти протезы ещё не столь совершенны, однако первые разработки существуют. Они помогают одновременно сделать протез более «живым», потому что в них есть обратная связь. Есть наблюдения, что в этих случаях даже снижаются фантомные боли.

Как это происходит? Мозг, получая обратную связь от конечности искусственной, начинает ощущать, что вроде бы эта конечность настоящая, что она никуда не пропала?

— Фантомные боли рождаются в голове. В мозгу возникает триггер, оттого, что нервы не находят свою конечность. Но если у человека есть обратная связь от протеза, то этот триггер получает пищу для размышления. Но пока эта технология — завтрашний день. Большинство протезов, к сожалению, не обладают обратной связью. Однако есть и еще очень важный момент — использование биосовместимых материалов. Для интеграции организма с протезом важно, чтобы материалы протеза не вызывали отторжений. Поэтому применяются различные титановые сплавы, полимеры, биоактивные покрытия, которые не ухудшают состояние тканей. Самые продвинутые протезы используют нейроинтерфейсы, которые обеспечивают прямую связь между мозгом и протезом. Это, конечно, фантастика, но сейчас такие разработки ведутся. Сенсоры такого протеза собирают данные и преобразуют их в электрические сигналы, затем передают в нервную систему. За счет этого мозг воспринимает протез как часть тела. Но это работа очень сложная, пока не серийная.

При нынешней динамике развития нейротехнологий неизбежно возникает вопрос о рисках. Какие угрозы таят в себе эти системы «мозг-компьютер»?

— Сейчас идёт повальное увлечение нейротехнологиями. Важно, что российские ученые обратили внимание на то, что обязательно должны быть представлены чёткие критерии их применения, особенно у детей. Новое в этике нейротехнологий связано также с тем, что, согласно проекту рекомендаций ЮНЕСКО, нейротехнологии охватывает не только медицинские цели, которые являются приоритетными, но и немедицинские, например, образование. Вместе с тем подчеркивается, что нейротехнологии должны подвергаться строгой оценке, с тем чтобы гарантировать их соответствие наилучшим интересам, благополучию и здоровому развитию детей, а также обеспечить защиту интересов будущих поколений. Необходимо проверять и контролировать применение нейротехнологий на протяжении всего жизненного цикла, чтобы при необходимости их можно было в любой момент отозвать. При этом общество, общественные организации имеют право владеть информацией, что будет дальше с пациентом, каким образом будут наблюдать его. Если выявлены недостатки у той или иной нейротехнологии, они должны иметь право голоса в отзыве этой технологии с рынка.

Есть ли необходимость создания этического кодекса для нейротехнологий, который стал бы единой рамкой для разработчиков во всем мире?

— Такие этические рамки заложены в проект рекомендаций ЮНЕСКО. В нем излагаются ценности и основные этические принципы. К числу ведущих ценностей относят содействие здоровью и благополучию человека, равноправный доступ, международное сотрудничество, добросовестность и ответственность. Один из важнейших принципов — личная независимость и свобода мысли. Подчеркивается, что нейротехнологии никогда не должны использоваться для оказания неправомерного влияния или манипуляции, будь то посредством силы или принуждения, которые ставят под угрозу автономию и свободу мысли. Индивиды имеют право и должны иметь возможность принимать свободные, осознанные и добровольные решения на основе информированного согласия о своём взаимодействии с нейротехнологиями на протяжении всего жизненного цикла технологий.

Может ли кто‑то посторонний «взломать» человека с чипом в мозгу и влиять на его поведение и решения, как Хосе Дельгадо влиял на быка?

— Отдельный принцип в проекте руководства ЮНЕСКО посвящен защите нейронных данных, которые с помощью цифровых технологий становятся когнитивными, свойственными конкретному человеку. Цель защиты нейронных данных — вопросы психической неприкосновенности. В зоне особого внимания — кибербезопасность и риски киберхакинга. Приведен принцип эпистемической справедливости, инклюзивного участия и расширения прав и возможностей широкой общественности, в том числе в вопросах нейромаркетинга.

В заключение следует отметить, что нейротехнологии открывают колоссальные возможности для отечественной медицины, они позволяют оказать высокотехнологическую медицинскую помощь при заболеваниях, которые ранее считались неизлечимыми. В России достигнуты большие успехи в этом направлении. Для реализации и внедрения новейших разработок в этой области имплементация этических принципов позволяет уверенно двигаться вперед, учитывать текущие и потенциальные, положительные и отрицательные воздействия нейротехнологий на жизнь, здоровье и благополучие людей, а также окружающую среду.
2025-08-20 11:00