Warning: date(): It is not safe to rely on the system's timezone settings. You are *required* to use the date.timezone setting or the date_default_timezone_set() function. In case you used any of those methods and you are still getting this warning, you most likely misspelled the timezone identifier. We selected 'Europe/Moscow' for 'MSK/3,0/no DST' instead in /var/www/html/engine/engine.php on line 122 Warning: strtotime(): It is not safe to rely on the system's timezone settings. You are *required* to use the date.timezone setting or the date_default_timezone_set() function. In case you used any of those methods and you are still getting this warning, you most likely misspelled the timezone identifier. We selected 'Europe/Moscow' for 'MSK/3,0/no DST' instead in /var/www/html/engine/modules/show.full.php on line 101 Warning: date(): It is not safe to rely on the system's timezone settings. You are *required* to use the date.timezone setting or the date_default_timezone_set() function. In case you used any of those methods and you are still getting this warning, you most likely misspelled the timezone identifier. We selected 'Europe/Moscow' for 'MSK/3,0/no DST' instead in /var/www/html/engine/modules/show.full.php on line 242 Warning: date(): It is not safe to rely on the system's timezone settings. You are *required* to use the date.timezone setting or the date_default_timezone_set() function. In case you used any of those methods and you are still getting this warning, you most likely misspelled the timezone identifier. We selected 'Europe/Moscow' for 'MSK/3,0/no DST' instead in /var/www/html/engine/modules/show.full.php on line 242 Warning: date(): It is not safe to rely on the system's timezone settings. You are *required* to use the date.timezone setting or the date_default_timezone_set() function. In case you used any of those methods and you are still getting this warning, you most likely misspelled the timezone identifier. We selected 'Europe/Moscow' for 'MSK/3,0/no DST' instead in /var/www/html/engine/modules/show.full.php on line 246 Warning: date(): It is not safe to rely on the system's timezone settings. You are *required* to use the date.timezone setting or the date_default_timezone_set() function. In case you used any of those methods and you are still getting this warning, you most likely misspelled the timezone identifier. We selected 'Europe/Moscow' for 'MSK/3,0/no DST' instead in /var/www/html/engine/modules/show.full.php on line 246 Warning: strtotime(): It is not safe to rely on the system's timezone settings. You are *required* to use the date.timezone setting or the date_default_timezone_set() function. In case you used any of those methods and you are still getting this warning, you most likely misspelled the timezone identifier. We selected 'Europe/Moscow' for 'MSK/3,0/no DST' instead in /var/www/html/engine/modules/show.full.php on line 454 Warning: date(): It is not safe to rely on the system's timezone settings. You are *required* to use the date.timezone setting or the date_default_timezone_set() function. In case you used any of those methods and you are still getting this warning, you most likely misspelled the timezone identifier. We selected 'Europe/Moscow' for 'MSK/3,0/no DST' instead in /var/www/html/engine/modules/show.full.php on line 475 Warning: strtotime(): It is not safe to rely on the system's timezone settings. You are *required* to use the date.timezone setting or the date_default_timezone_set() function. In case you used any of those methods and you are still getting this warning, you most likely misspelled the timezone identifier. We selected 'Europe/Moscow' for 'MSK/3,0/no DST' instead in /var/www/html/engine/modules/show.full.php on line 454 Warning: strtotime(): It is not safe to rely on the system's timezone settings. You are *required* to use the date.timezone setting or the date_default_timezone_set() function. In case you used any of those methods and you are still getting this warning, you most likely misspelled the timezone identifier. We selected 'Europe/Moscow' for 'MSK/3,0/no DST' instead in /var/www/html/engine/modules/show.full.php on line 454 Warning: date(): It is not safe to rely on the system's timezone settings. You are *required* to use the date.timezone setting or the date_default_timezone_set() function. In case you used any of those methods and you are still getting this warning, you most likely misspelled the timezone identifier. We selected 'Europe/Moscow' for 'MSK/3,0/no DST' instead in /var/www/html/engine/modules/show.full.php on line 475 Warning: strtotime(): It is not safe to rely on the system's timezone settings. You are *required* to use the date.timezone setting or the date_default_timezone_set() function. In case you used any of those methods and you are still getting this warning, you most likely misspelled the timezone identifier. We selected 'Europe/Moscow' for 'MSK/3,0/no DST' instead in /var/www/html/engine/modules/show.full.php on line 454 Warning: strtotime(): It is not safe to rely on the system's timezone settings. You are *required* to use the date.timezone setting or the date_default_timezone_set() function. In case you used any of those methods and you are still getting this warning, you most likely misspelled the timezone identifier. We selected 'Europe/Moscow' for 'MSK/3,0/no DST' instead in /var/www/html/engine/modules/show.full.php on line 454 ПОИСК - газета научного сообщества > Мозг колеса крутит > Версия для печати

Мозг колеса крутит


Фантастика, да и только! На компьютерном мониторе, как в фильме, происходит нечто необыкновенное. Ученый надевает на голову обруч с закрепленными на нем электронными платами и просто смотрит на игрушечную машинку, которой обычно управляют джойстиком, но в руках у испытателя ничего нет. Однако машинка вдруг включается и едет, сначала прямо, потом поворачивает. Каким образом? И этот же человек - нейрофизиолог Александр ­Каплан, профессор кафедры физиологии человека биофака МГУ, теперь сидит передо мной и готов все объяснить.

Фантастика, да и только! На компьютерном мониторе, как в фильме, происходит нечто необыкновенное. Ученый надевает на голову обруч с закрепленными на нем электронными платами и просто смотрит на игрушечную машинку, которой обычно управляют джойстиком, но в руках у испытателя ничего нет. Однако машинка вдруг включается и едет, сначала прямо, потом поворачивает. Каким образом?

И этот же человек - нейрофизиолог Александр ­Каплан, профессор кафедры физиологии человека биофака МГУ, теперь сидит передо мной и готов все объяснить.

- Суперсовременная технология, которую я демонстрировал, называется “интерфейс-мозг-компьютер”, - рассказывает Александр Яковлевич. - В действие ее приводит наш мозг, работа которого основана на обмене электрическими импульсами между нервными клетками. Сигналы и управляют работой многочисленных систем организма. Но они очень слабые - миллионные доли вольта. Чувствительные усилители конструкции, которая была у меня на голове, “вытягивают” мизерные сигналы и усиливают до нескольких вольт. Расположенный там же процессор превращает их в цифровой ряд мгновенных амплитуд. А дальше самое главное. Из цифрового ряда выделяются коды моих намерений - команды направить машинку вперед, повернуть и т.д. Для этого в обруче есть миниатюрная антенна. Другая установлена на игрушке. Она получает приказы не от пульта, а прямо от моего мозга. Но не все так просто. Хотелось бы, чтобы умная система работала быстрее, да и ошибок, скажем при поворотах, избежать не удается.

В этом нет ничего страшного - идет процесс обучения. Как будто вы учитесь ездить на велосипеде. Сначала трудно держать руль прямо - и машина виляет. Но постепенно у вас вырабатывается навык, и намерение сразу, без осознания, переходит в движение. Велосипедист действует интуитивно, как говорится, на автомате. Так и здесь. Сначала машинка нервно дергается, так как намерения еще не превратились в четкие команды, но затем начинает ездить вполне осмысленно.

- В возможностях необыкновенной технологии мы убедились. Находит ли она применение?

- Да, конечно. В первую очередь в медицине. Этот метод может облегчить жизнь обездвиженным людям. Есть немало тяжких недугов, когда мозг здоров, человек в сознании, он видит и слышит, а сигнал подать, даже моргнуть не в состоянии - его тело парализовано полностью. Теперь же появляется канал связи: больной может общаться, даже подавать команды с помощью электрических сигналов мозга. Если человек в сознании и слышит, то может доказать это: силой мысли привести в действие, например, компьютерный курсор. Для этого на экране монитора воспроизведены два квадрата, на верхнем крупно написано “да”, на нижнем - “нет”. На голове у больного закреплен интерфейс-мозг-компьютер, и постепенно он овладевает способностью управлять работой собственного мозга. Силой мысли заставляет курсор двигаться то вверх, то вниз. И тем самым отвечает на вопросы медиков: хочет ли он пить, чувствует ли боль и т.д.

Это извечный метод проб и ошибок. Сначала больному трудно, но постепенно у него вырабатывается навык тренировки мозга, и медикам удается наладить с ним контакт.

- Звучит прекрасно. Но еще нужно, чтобы ради прикованных к постели людей был освоен наверняка дорогостоящий метод?

- В мире по-разному относятся к тяжелобольным. В США, например, бережно. По подсчетам, таковых там примерно 200-300 тысяч. Много их и в Германии. В этих странах на разработку супертехнологии выделены очень большие средства. Ученые усовершенствовали метод: в результате нейрохирургических операций в мозг больных вживляют электроды. Таким образом, уникальный метод работает адресно, учитывая особенности больного. Пока ученые помогли 10-15 пациентам. Стоит это дорого: вместе с нейрохирургической операцией на одного человека нужно потратить порядка миллиона долларов. Но без операции цена одной технологии с программным обеспечением и обслуживанием при массовом освоении совсем невелика - меньше 2000 долларов.

- За “бугром” эта технология уже работает, а мы тренируемся на игрушках?

- Да, нейрохирургические операции у нас пока только планируются. Есть отставание и в области электроники. Детали для своего устройства мы покупали на Митинском радиорынке и весит оно 100 грамм. А надо, как на Западе: отдельные микросхемы и резисторы с конденсаторами “вогнать” в один чип и закрепить на ленточке вокруг головы больного. Все. Правда, в таком аспекте, как надежность управления работой мозга, а это очень важное звено технологии, мы идем наравне или даже несколько впереди западных коллег.

Обидно, ведь у истоков рождения этой суперсовременной технологии стоят русские ученые. Одним из первых, кому удалось зарегистрировать электрические сигналы мозга, был заведующий нашей кафедрой Иван Михайлович Сеченов. Почти 150 лет назад, еще аспирантом, он регистрировал биотоки мозга лягушки. Естественно, Сеченов не знал, как использовать новое знание. В 1913 году физиолог Владимир Владимирович Правдич-Нминский опубликовал схожие наблюдения над подопытными собаками и обезьянами. А испытания мозга человека - заслуга немецкого ученого Ганса Бергера (1929 год). Так родился метод энцефалографии.

Следующий важный шаг, сам того не подозревая, сделал американский профессор Джое Камия. Он добился, чтобы ритмы мозга действовали на включатель лампочки. Так его испытуемые по своему желанию, то есть силой мысли, включали свет. Д.Камия поначалу не понял, что открыл способ произвольного управления электрическими сигналами мозга. И только в начале 1980-х годов возникла идея мозгового взаимодействия с компьютером. В последние лет 20 усилия ученых сосредоточились на повышении эффективности и надежности передачи сигналов. Например, в нашей лаборатории мы достигли примерно 95-процентной точности “мысленной буквопечати”.

Делается это так. На расстоянии 90 сантиметров испытуемому показывают матрицу, в ячейках которой расположены все буквы алфавита, знаки препинания и даже “ластик”. Если компьютер распознает намерение испытуемого, то буква встраивается в линейку набираемого слова. Затем следующая. Так, одной силой мысли, не прикасаясь к клавиатуре, будто из кубиков, “собирается” слово. У одних это получается сразу и безошибочно, другим нужны тренировки. Что неудивительно: все мы по-разному приобретаем различные навыки. Важно, чтобы навык удалось закрепить и по возможности безошибочно мысленно писать даже длинные предложения.

- Если заглянуть лет на 10-20 вперед, где и как тогда будет работать эта технология?

- Я вижу несколько точек приложения. В первую очередь, безусловно, медицина - помощь обездвиженным больным. Да, сейчас этот метод действительно дорог. Но давайте вспомним: инвалидные коляски сначала тоже были доступны далеко не всем. А сегодня чаще всего их бесплатно выдают инвалидам. Думаю, то же ждет и эту технологию. Еще одна область медицины - реабилитация и восстановление после мозговых травм, инсультов, нейрохирургических операций, дегенеративных процессов. Почти всегда в результате этих вмешательств перестает действовать тот или иной участок мозга. И человек фактически бросает его на произвол судьбы. Между тем поврежденные участки можно восстановить с помощью тренировок. Для этого электроды вживляют над этой областью, чтобы можно было зарегистрировать электрические сигналы. А они, замечу, есть всегда и позволят пациентам подключать поврежденные области мозга к активным тренировкам. Если больной поставит себе цель и станет терпеливо тренировать пострадавшую часть мозга, то может восстановить ее работу. Это все равно, что вернуть к жизни атрофированные мышцы.

Важная область - индустрия развлечений. Сегодня практически все специалисты убеждены: компьютерные игры вредят здоровью, развивают лишь азарт и быстрые реакции. Если же часть из них будет управляться мысленно, забава примет другой, серьезный характер. Двигать игроками станет не азарт, а умение владеть собой, сосредоточенность. Успех в игре будет зависеть от того, как участники концентрируют внимание, как владеют своими чувствами. Ведь, чтобы справиться с задачей как можно быстрее, их нужно мобилизовать, “отрегулировать”. Компьютерные игры станут более интеллектуальными, тренирующими, а не эксплуатирующими механизмы мозга.

Выработка навыков мысленного управления компьютером - одновременно и путь к владению собой, своими реакциями, вниманием, восприятием, памятью. Теперь если, скажем, в автобусе вам наступят на ногу, вы “автоматически” не заметите этого: какой смысл реагировать на мелкое случайное событие!

И, наконец, то, что называется расширением возможностей человека. Когда-то с компьютером общались с помощью перфокарт. Потом появилась клавиатура, затем настал черед “мышки”. Думаю, пройдет три - пять лет, и можно будет, надев на голову специальную шапочку, работать на компьютере с помощью мысли. Расширятся наши возможности управления бытовой электроникой, многими технологиями и системами. Например, такие случаи: руки заняты, а нужно принять смс, включить телевизор, выключить стиральную машину и т.д.

- Но ждать и догонять, вы сказали, предстоит долго. Не пропадает интерес к исследованиям? Ведь результат получите не вы, а ваши ученики, аспиранты?

- Все зависит от человека. Одним важен конечный продукт, другим - сам процесс получения нового знания. В каком-то смысле наука - это когда цель ничто, а движение все.

Сегодня многие ведущие отечественные лаборатории оснащены по последнему слову науки и техники. Так что проблема не в оборудовании, а в кадрах, точнее - в их отсутствии. Поэтому я и даю немалый срок на освоение супертехнологии “интерфейс-мозг-компьютер”. Студентов очень интересует это направление. Выпускники охотно готовят дипломы, стремятся попасть в аспирантуру. У нас конкурс 3-4 человека на место. Так что приходится проводить собеседования. Но окончив аспирантуру, классные специалисты уезжают работать за рубеж - в США, Германию, Японию, Финляндию... За последние 15 лет так поступили практически все мои аспиранты. И мы остаемся без опытных, кадровых сотрудников. Вот и ломаешь голову: как удержать тех, кто учится сейчас, да попробовать вернуть уехавших?

[xfgiven_author]{xfgiven_author}, [/xfgiven_author] 4 июня 2010