IT-технологии, человек и его проблемы

Высокотехнологичный прогресс на наших глазах творит историю, закладывая фундамент будущего на десятки и сотни лет вперед. Во много именно от нас сейчас зависит, какие направления развития будут приняты и получат дальнейшее развитие, а какие могут быть отброшены, как тупиковые. И как часто это бывало, многое из того, от чего сегодня отказываются, будет востребовано через десятилетия... и наши потомки будут говорить с негодованием: "Эх, столько времени упущено! Вот если бы тогда люди были, хоть немного умнее, мы бы уже сейчас!.." Тема сегодняшней статьи:

Нейроинтерфейсы - правда и вымыслы

Еще совсем недавно это было уделом фантастики, но сегодня - чип в голове - кого этим удивишь? Да, это самое передовое и мы еще только-только начали путь в этом направлении...

Нейроинтерфейсы (или brain–computer interfaces, BCI) — это системы, позволяющие мозгу напрямую взаимодействовать с компьютером или другим электронным устройством без участия мышц и органов чувств. Вокруг них существует множество мифов, поэтому важно отделить научные факты от вымысла и спекуляций.

Что представляет собой нейроинтерфейс на самом деле?

Принцип работы нейроинтерфейса заключается в том, что он фиксирует самую мельчайшую электрическую активность мозга (нейронные импульсы) и преобразует её в команды для компьютера, робота или другого устройства. Существует три основных типа:

• Неинвазивные — через кожу и череп (например, ЭЭГ-шлемы). Безопасны, но дают низкое разрешение сигнала.
• Полуинвазивные — электроды размещаются под черепом, но не в мозге. Это компромиссное решение.
• Инвазивные — имплантируются прямо в мозг (как у проекта Neuralink). Они точнее, но требуют хирургического вмешательства и пока что сопряжены с рисками.

Реальные достижения

- Восстановление движений у пациентов с параличом. Они управляют роботизированными протезами или курсором на экране усилием мысли. Например, в 2021 году парализованный человек напечатал на экране слова, “мысленно рисуя” их курсором.

- Восстановление речи, здесь алгоритмы машинного обучения уже могут декодировать сигналы из речевых зон мозга и преобразовывать их в текст. В 2023 году опубликованы работы, где нейроинтерфейс позволил “говорить” пациенту с повреждённым речевым центром через компьютерный аватар.

- Протезы чувств - да, ведутся успешные эксперименты по созданию нейропротезов зрения и слуха, стимулирующих зрительные и слуховые зоны мозга.

- Медицинская реабилитация, такая как управление экзоскелетами при инсультах, нейростимуляция при болезни Паркинсона, эпилепсии и депрессии.

Остановимся на болезни Паркинсона

Современные IT-технологии играют всё более значимую роль в борьбе с болезнью Паркинсона, охватывая как раннюю диагностику, так и управление терапией.

Искусственный интеллект и машинное обучение являются ключевыми технологиями в раннем выявлении и оценке прогрессирования этого заболевания.

- Ранняя Диагностика. Алгоритмы ИИ обучаются на больших наборах данных (медицинские карты, изображения мозга, голосовые маркеры, данные о движении) для выявления неочевидных паттернов, характерных для болезни Паркинсона. Это позволяет прогнозировать риск развития заболевания за несколько лет до появления явных двигательных симптомов.

- Анализ голосовых маркеров. Искусственный интеллект анализируют изменения в речи, тембре и интонации, которые могут быть ранними признаками заболевания, достигая высокой точности распознавания.

- Нейросети могут анализировать данные электроэнцефалографии (ЭЭГ) для ранней постановки предварительного диагноза.

- Эти системы помогают объективно оценить степень тяжести двигательных нарушений (тремор, брадикинезия, ригидность) с помощью онлайн-тестов или анализа видео/сенсорных данных. Это важно для корректировки лечения Паркинсона между визитами к врачу.

Носимые Устройства

Использование носимых датчиков обеспечивает непрерывный и объективный мониторинг состояния пациентов:

- Недорогие носимые датчики (акселерометры и гироскопы), встроенные, например, в смартфоны или специализированные браслеты, собирают данные о двигательной активности, походке, треморе и сне пациента в реальном времени. Собранные данные передаются на облачные или локальные серверы, где обрабатываются ИИ-алгоритмами.

- Система удаленной диагностики и мониторинга позволяет врачам получать объективную картину о динамике заболевания, эффективности текущей терапии и своевременно принимать решения о корректировке лечения, что особенно важно для пациентов, живущих в отдаленных районах (телемедицина).

Электронные регистры и Облачные технологии

Информационные системы и облачные технологии улучшают управление данными и исследования. Создание электронных регистров пациентов с болезнью Паркинсона позволяет систематически собирать, накапливать и анализировать информацию о состоянии пациентов в динамике, что необходимо для проспективного наблюдения и проведения клинических исследований.

Облачные платформы используются для хранения и обработки больших объемов медицинских данных, делая их доступными для совместных исследований и разработки новых терапевтических подходов учеными и медиками со всего мира.

Что остаётся вымыслом или сильно преувеличено?

Вначале мы сказали о правде, а теперь о многочисленных мифах. Как и все революционно-новое, эти технологии вынуждены преодолевать сопротивление консервативной и невежественной части населения. Поговорим и об этом, тем более популярные теории заговоров иногда беззастенчиво паразитируют на пробелах в наших знаниях.

"Чтение мыслей" - популярная сказка. Но нейроинтерфейсы не могут читать мысли или воспоминания человека. Они фиксируют только электрические сигналы, связанные с определёнными действиями или реакциями. Чтобы “понять”, что человек думает, нужно интерпретировать шаблоны активности — это крайне сложно и контекстно-зависимо.

"Контроль сознания" - едва ли не треть всех теорий заговора основана на этом! Современные устройства не могут внушать мысли, изменять личность или управлять поведением. Возможна лишь стимуляция конкретных областей мозга (например, подавление тремора), но не “программирование” человека, например, голосовать за определенного человека или партию.

"Передача информации между людьми напрямую" - это заманчивый, но фантастический способ связи. Эксперименты по “мозг-мозг” коммуникации проводились (например, передача простого сигнала вроде “да/нет”), но это далёко от полноценного обмена мыслями.

"Умные импланты для всех" - увы, массового применения инвазивных нейроинтерфейсов пока нет. Операции дорогостоящие, рискованные и требуют длительного наблюдения. Как и сказано ранее - мы только на пути долгого пути в этом направлении... В лучшем случае у наших внуков или правнуков это будет обыденностью.

Текущие проекты

Есть интересные и перспективные направления и проекты, например, Neuralink финансирует Илон Маск — импланты для восстановления утраченных функций и в будущем — взаимодействия с ИИ.

Blackrock Neurotech — одни из лидеров в клинических имплантах для пациентов с параличом. Synchron — менее инвазивная система, вводимая через сосуды мозга. Уже тестируется в США и Австралии. Kernel и NextMind — неинвазивные устройства для исследований и гейминга.

Перспективы

Разумеется, давать прогнозы здесь занятие неблагодарное. Но в любом случае современному человеку надо держать палец на пульсе развития новейших технологий, сайт о технологиях поможет не отстать от прогресса.

В ближайшие 5-10 лет ожидается стремительное развитие медицинских приложений — нейропротезы, терапия неврологических болезней, интерфейсы для инвалидов.

Через 10–20 лет стоит ожидать улучшение неинвазивных технологий, интеграция с VR/AR.

А в будущем, но вполне обозримом, возможно создание двусторонней связи "мозг-компьютер" с высокой пропускной способностью, но не “слияние с ИИ” — это скорее философская концепция, чем научный факт.

Удачи всем нам!

***