CC BY
25
ствуют нормативные ограничения и допущения, сковывающие исследовательскую инициативу.
В принципе, пишет автор в заключение, «СИМ является подходящей методологией для исследования широкомасштабных социальных явлений, она способна не только обеспечить прочное эмпирическое основание оценки существующего и нового знания, но и помочь в открытии новых путей производства знания. Методология СИМ хороша не только для улучшения исследовательских инструментов, но и для совершенствования самого исследовательского мышления. Миграция XXI в. - предмет, нуждающийся во внимательном фундаментальном и прикладном исследовании, и методология СИМ обещает сделать важный вклад в выполнение этой насущной исследовательской задачи» (с. 373).
А.А. Али-заде
2019.02.011. РОЛЬФСЕМА ПР., ДЕНИС Д., КЛИНК ПК. ЧТЕНИЕ И ЗАПИСЬ РАЗУМА: БУДУЩЕЕ НЕЙРОТЕХНОЛОГИИ. ROELFSEMA P.R., DENYS D., KLINK P.C. Mind reading and writing: The future of neurotechnology // Trends in cognitive sciences. -2018. - Vol. 22, N 7. - P. 598-610. - Mode of access: https://doi.org/ 10.1016/j.tics.2018.04.001
Ключевые слова: нейротехнологии; мозг; чтение разума; дополненное познание; нейрокомпьютерный интерфейс.
Авторы статьи, нидераландские нейроученые, рассматривают текущее состояние и перспективы разработки нейротехноло-гий, а также обсуждают наиболее важные социальные и этические проблемы, порождаемые их развитием.
Так, отмечают авторы, возможность воздействия на разум посредством передовых технологий долгое время будоражила воображение писателей и сценаристов. Роман 1932 г. «Связь разумов» фантаста Гарри Бейтса описывал соединение друг с другом нервных систем множества людей для создания суперинтеллекта. Такие фильмы, как «Матрица» и «Черное зеркало», соединили в себе сходные нейротехнологические сюжеты с идеями виртуальной реальности и искусственного интеллекта. В 1932 г. нейронаука была еще сравнительно юной дисциплиной, однако недавние ус-
пехи исследований, направленных на лечение болезней мозга, сделали эти технологии доступными для реальной науки.
В настоящий момент появляется все больше возможностей для регистрации активности множества нервных клеток при помощи инвазивных и неинвазивных методов и получения доступа к мыслительным процессам субъектов - чтению разума людей и животных. Неинвазивными методами регистрации активности мозга являются электроэнцефалография (ЭЭГ), функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) и с недавних пор - спектроскопия в ближней инфракрасной области (СБИО). Например, на основе регистрируемых при помощи фМРТ сигналов из ранних зрительных зон исследователи могут реконструировать зрительные образы, переживаемые участниками эксперимента. В схожей экспериментальной парадигме было показано, что пациенты, предположительно пребывающие в вегетативном состоянии или состоянии с минимальным присутствием сознания, могут понимать и реагировать на простые инструкции, задействовав те или иные регионы мозга, активация которых фиксируется сканером.
Ограничение в использовании фМРТ заключается в том, что субъекты должны находиться в сканере. Разработка нейрокомпью-терных интерфейсов (НКИ) направлена на создание устройств, которые могли бы прямо взаимодействовать с мозгом субъекта. За последние годы был достигнут существенный прогресс в создании инвазивных НКИ. Данные устройства позволяют считывать двигательные намерения у людей и животных и управлять с их помощью движениями искусственной руки. Эти методы могут использоваться в равной мере для того, чтобы фиксировать то, что субъекты воспринимают, на чем фокусируют внимание или что решили сделать.
Также возможно декодировать мысли субъектов на основе наблюдения за активностью так называемых «клеток концептов» (concept cells). Эти клетки находятся в медиальной височной доле и репрезентируют абстрактные концепты, связанные с определенной личностью или местом. Они активируются, когда субъект видит соответствующее изображение или извлекает образ из памяти. Извлечение информации о сложных намерениях может быть использовано с целью улучшения НКИ, тестируемых в настоящее время на пациентах с синдромом запертого человека.
Современные матрицы электродов в состоянии регистрировать активность нескольких сотен нейронов единовременно, однако недавние успехи в развитии техник оптической нейровизуали-зации позволили увеличить эту цифру на несколько порядков. Между тем интерпретация активности такого большого числа клеток может оказаться проблематичной. Хотя традиционные линейные методы расшифровки нейрофизиологических данных продолжают совершенствоваться, недавно возникшие революционные глубинные нейронные сети (ГНС) в области машинного обучения позволили исследователям извлекать еще большее количество данных и предугадывать поведение нейронов в ответ на определенные стимулы с еще большей точностью. В ГНС нижние слои, как правило, репрезентируют простые слова, а более высокоуровневые - абстрактную концептуальную информацию. Благодаря этой особенности высокие слои ГНС могут быть использованы для расшифровки семантической информации в уме субъектов, а низкоуровневые - для доступа к перцептивной информации.
Недавние успехи в деле регистрации и расшифровки нейронной активности позволили исследователям получать доступ к содержанию разума и мыслей субъектов, однако с ними же связана опасность чтения мыслей без согласия субъектов. НКИ не должны нарушать личное пространство субъектов, их использующих.
Интенсивно развиваются и современные технологии воздействия на нейронную активность. К числу неинвазивных методов воздействия на мозг относятся транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС), метод микрополяризации и фокусированная ультразвуковая стимуляция (ФУС). Недостатком этих методов является низкое пространственное разрешение. Поэтому авторы рассматривают более точные инвазивные методы воздействия на мозговую деятельность.
Первым классом устройств, назначение которых заключается во взаимодействии с периферической нервной системой, являются имплантаты, компенсирующие повреждения сенсорных органов (кохлеарные имплантаты, сетчаточные чипы, искусственные руки). Для пациентов с серьезными поражениями сенсорной периферии разрабатываются методы прямого воздействия на соответствующие участки сенсорной коры мозга. Так, стимуляция электродами первичной зрительной коры, содержащей двухмерную
карту зрительного поля, вызывает восприятие небольших пятен света в соответствующем регионе карты. Зрительные кортикальные протезы будут использовать множество электродов для создания элементарных зрительных перцептов. Микростимуляция более высокоуровневых регионов коры вызывает более специфичные перцепты (движения, глубины, формы лица и т.д.). Кортикальные протезы будущего могли бы сочетать в себе стимуляцию как низкоуровневых, так и высокоуровневых регионов коры.
Прямая запись информации в высокоуровневые отделы коры мозга требует детального понимания принципов кодирования сложных мыслей в активности мозга, а также инструментов порождения соответствующих паттернов в функционировании мозга. Возможный минус стимуляции высокоуровневых отделов мозга состоит в опасности контроля эмоционального состояния и поведения субъектов. Исследования на животных показали возможность побуждения определенных типов поведения (преследование, атака на жертву и т.п.). Таким же образом можно воздействовать и на высокоуровневые когнитивные функции, включая внимание и память.
Терапевтические возможности записи информации в мозг демонстрируются успехом метода глубокой стимуляции мозга (ГМС) в лечении симптомов болезни Паркинсона. Этот же метод применяется и для лечения других психических расстройств (депрессии, обсессивно-компульсивного расстройства - ОКР). Методы записи разума (brain-writing) могут также извлечь пользу из взаимодействия с оптогенетикой. Подобного рода метод делает возможной активацию определенных групп нейронов.
Новые функциональные типы НКИ могут также сочетать в себе чтение и запись информации в мозг. Например, эта возможность была воплощена в устройстве, считывавшем двигательные команды в моторной коре и отправлявшем сигналы гаптической обратной связи от робототехнической руки через микростимуляцию. Устройства ГСМ замкнутого типа (closed-loop) могут отслеживать состояние мозга пациентов с болезнью Паркинсона, ОКР или эпилепсией и производить электростимуляцию, когда это необходимо.
Методы чтения и записи разума разрабатывались по большей части для помощи людям с психическими расстройствами или
поражениями мозга. Между тем заслуживает обсуждения и область дополненного познания (augmented cognition), расширяющая когнитивные способности обычных людей. Машинный интеллект уже превзошел человеческий в одних областях (в игре в шахматы, го и Jeopardy!) или сравнялся с ним по возможностям в других (распознавании образов). Оставляя в стороне обсуждение технических трудностей реализации этих технологий, авторы рассматривают несколько перспективных направлений развития дополненного познания. Первое направление связано с дополнением возможностей рабочей памяти. Например, при умножении двух четырехзначных чисел будущие НКИ могли бы соединять нейроны с внешней памятью в компьютере, позволяя пользователю сохранять промежуточные результаты вычислений и использовать их в дальнейшем (или просто выполняя вычислительные операции частично или полностью и сообщая результат субъекту). Подобного рода устройства также могут дополнять возможности долговременной памяти, помогая сохранять информацию на долгий срок и воспроизводить ее во всех деталях, когда это необходимо.
Кроме того, благодаря развитию нейротехнологий могут стать возможными принципиально новые формы коммуникации, которые позволят людям обмениваться мыслями напрямую, без устной речи и жестов. С учетом более полного понимания принципов нейронного кодирования такого рода НКИ-телепатия, считают авторы, сделает возможность обмена абстрактными мыслями более эффективной по сравнению с устной речью или письмом. Однако в этом случае важно, чтобы субъект полностью контролировал, какие мысли он хочет разделить с другими, а какие хочет оставить личными.
Важным философским вопросом является вопрос о том, как внешние НКИ-модули будут переживаться субъектами. Будут ли производимые ими операции переживаться таким же образом, как переживаются естественные ментальные операции? Недавние исследования с разделением полушарий свидетельствуют о том, что со временем единство сознания может быть восстановлено после хирургического вмешательства. Может ли произойти нечто аналогичное в случае с использованием НКИ, берущих на себя часть операций?
В общем и целом польза новых технологий чтения и записи информации в мозг несомненна, когда речь идет о помощи пациентам с психическими расстройствами или поражениями мозга. Тем не менее представляет научный интерес вопрос о том, как эти методы могут использоваться для расширения когнитивных способностей здоровых субъектов. Ограничение этих технологий лежит в пропускной способности НКИ: неинвазивные устройства требуют времени для чтения и ввода информации. Инструменты когнитивного дополнения станут эффективнее с увеличением пропускной способности передачи информации в мозг и из мозга. Вопрос об использовании НКИ для дополнения способностей здоровых субъектов станет актуальным, когда способности пациентов с этими устройствами начнут превосходить возможности обычных людей. Идея когнитивного дополнения потребует не только развития технологий, но и понимания принципов нейронного кодирования во всей их сложности.
Наконец, в связи с опасностью нарушения этими технологиями границ личного ментального пространства, полагают авторы, необходимо тщательно обсудить этические и правовые аспекты их разработки еще до того, как они будут внедрены. Чтение мыслей связано с риском нарушения личного пространства субъектов, поэтому пользователь устройств дополненного познания должен определить, кто может обладать доступом к информации в его разуме. Другая проблема связана с автономией субъектов. Так, устройство чтения и записи разума создает автономную петлю в мозге, которая не контролируется пациентом, что может нарушить чувство идентичности субъектов. «Этические дискуссии, - резюмируют авторы, - могут извлечь выгоду из опыта пациентов и создать стандартизированные и проверенные инструменты для оценки воздействия устройств на чувство автономии. Сбор клинических данных поможет определить неизвестные этические проблемы и разработать исследовательские рекомендации для защиты личного пространства и автономии пользователей нейротехнологических устройств будущего» (с. 607).
М.А. Сущин
