12-13 октября в Самаре состоялась международная конференция BCISamara-2017, посвященная одной из самых передовых и самых прикладных областей нейронаук: интерфейсам «мозг-компьютер». Главный редактор нашего портала пообщался с одним из ведущих мировых специалистов в этой области, Михаилом Лебедевым из Университета Дьюка (США). Сокращ`нная версия этого интервью опубликована на портале Indicator.Ru, а более развёрнутую мы представляем вашему вниманию.
Михаил Лебедев, фото СамГМУ
Михаил, мы с вами беседуем на конференции, посвященной вашей профильной области – интерфейсам «мозг-компьютер», на которой выступали действительно лидеры тематики BCI. Что нового и интересного для себя вы услышали?
Во-первых, несколько докладов, посвященных эффектам виртуальной реальности и применению ее в BCI. Речь идет, в первую очередь о работе Марии Санчес-Вивес из Университета Барселоны. Я сам никогда еще не занимался виртуальной реальностью, но считаю, что за этим – большое будущее. Если мы в интерфейсах «мозг-компьютер» считываем сигналы из мозга, то почему бы с ними не отправиться в виртуальную реальность.
Доклад Марии Санчес-Вивес
Еще отдельно нужно отметить доклад Дорона Фридмана из Междисциплинарного центра Герцлия в Израиле, который посвящен интерфейсу «мозг-компьютер», основанному не на электрических сигналах мозга, а на магниторезонансной томографии. Вы видели: человек лежит в томографе, на нем надеты специальные очки, которые передают картинку «глазами робота», и он силой мысли этим роботом, который находится в другом городе управляет. Удивительный прогресс новой технологии!
Но ведь пока что это – лабораторные устройства, и вряд ли их можно применять массово: томограф же огромный и безумно дорогой. Его домой не отправишь?
Да, пока это так. Вроде бы нам обещают портативный томограф, но это все пока слова. А пока можно отработать технологию на громоздком оборудовании. В любом случае, у фМРТ-интерфейсов есть одно важное преимущество: они «снимают» активность всего мозга целиком и с большим пространственным разрешением.
Доклад Дорона Фридмана
А что вы скажете о докладе Слимана Бенсмайа из Университета Чикаго? В его работе тактильный сигнал из протеза руки передавался в сенсомоторную кору человека, и он не только мог управлять протезом, но и ощущать им, и за счет этого повышалась точность движений?
Да, с одной стороны, это впечатляет, но с другой – он показал не очень внятно, и нужно разбираться – ведь в работе протеза присутствуют и программированные движения кисти. Я не понял до конца, насколько далеко они продвинулись в создании человеческого интерфейса мозг-машина-мозг, то есть системы, где пользователь одновременно управляет механической рукой и получает от неё искусственную тактильную информацию. Мы уж более пяти лет назад продемонстрировали такую систему на обезьянах. Слиман и его коллеги перехватили инициативу, пытаясь делать то же самое на людях, но пока не совсем ясно, чего они достигли.
Докладывает Слиман Бенсмайа
А как вы оцените представленные российские работы?
Мне очень приятно видеть, что российские разработки в области нейроинтерфейсов быстро развиваются и выходят на мировой уровень. Это видно из докладов, представленных на конференции. Алексей Осадтчий рассказал об исследовании, где впервые в России был создан инвазивный интерфейс между мозгом человека и компьютером. Этот интерфейс использует электрокортикографические сетки, показанные больным с эпилепсией.
Александр Каплан значительно продвинулся в проекте «Нейрочат», где нейроинтерфейсы используются для эффективной коммуникации через интернет.
Александр Фролов проводит очень интересные клинические испытания на больных с инсультом. Он использует экзоскелет кисти, управляемый мозгом, для лечения этих больных.
Очень интересные исследования ведутся в Самарском университете под руководством Александра Колсанова и Василия Пятина. Самарские ученые используют нейроинтерфейсы и технологии виртуальной реальности в медицинских разработках. А Сергей Шишкин из Курчатовского института использует движения глаз в своих разработках эффективных нейроинтерфейсов.
Выступает Сергей Шишкин
Также, очень интересные разработки в области нейроинтерфейсов (включая интерфейсы, использующие культуры клеток) и экзоскелетов ведутся в нижегородском университете под руководством Виктора Казанцева
Обмениваться идеями с этими российскими учеными очень полезно и интересно. Я уверен, что российская наука в скором времени завовоюет должное и даже лидирующее положение во многих направлениях по нейроинтерфейсам!
Тематика интерфейсов «мозг-компьютер» — очень молодая. Первый успешный случай нейрокоммуникации (передачи информации «силой мысли», парализованный человек управлял курсором на экране компьютера — А.П.) – это Джонни Рэй, 1998 год, первые успешные работы по управлению протезами парализованными людьми – начало 2010-х. Куда сейчас движется наука об интерфейсах «мозг-компьютер»?
Ну в принципе, можно сказать, что есть некоторое насыщение – в том смысле, что большая часть «очевидных» вещей нами уже сделана. Теперь нужно добиться более-менее приближенной к человеческой точности движения и восстановления обратной связи в смысле ощущений. Но до этого еще… долго, в общем. Может, пять лет, может быть – 15.
Хорошо. Дорон Фридман в своем докладе сказал, что адекватно работающие неинвазивные интерфейсы для здоровых людей на основе электроэнцефалографии (без вживления электродов непосредственно в мозг) будут созданы приблизительно никогда. Мы примерно представляем себе направления разработки «интерфейса мозг-компьютер» в медицинских целях: восстановление подвижности парализованного человека, нейрокоммуникация, управление протезами и инвалидной коляской. А для здорового человека, которому никогда не разрешат вскрывать череп – можете ли вы предположить сферу применения «шапочки для электроэнцефалографии»?
Могу. Я думаю, в первую очередь, это могут быть игры. Управление героем игры. Или – вирутальный тир, точность управления здесь уже сейчас вполне достаточная.
Конечно же, я сейчас не могу не вспомнить об Илоне Маске. Прокомментируйте, пожалуйста, его слова о том, что мы уже через шесть-восемь лет вживим себе в мозг сотни тысяч электродов и сольемся с фейсбуком?
Видимо он так понимает слова тех ребят, с которыми он дружит. Это талантливые инженеры, которые думают о том, как миниатюризировать электроды, как их вживить в мозг и даже как потом с них считать информацию. Однако, что есть сейчас в реальности… Мы можем вставить в мозг обезьяны уже пять тысяч электродов. Но как считать с них сигналы? Это пока что получится кабель, толщиной в обезьяну – уже сложно. Ну и конечно же, пока никто не знает, что они собираются сделать. В любом случае, потребуется огромное время на разработку, конечно же – масса экспериментов на животных, а потом – «продавить» FDA, поскольку здоровому человеку имплантация электродов в мозг и трепанация черепа, в общем, не показаны.
Вы известны, как человек, который научил обезьян пользоваться интерфейсом «мозг-компьютер». Сначала они управляли своей «виртуальной рукой», затем – в прошлом году – вышла ваша потрясающая работа, где макаки лихо управляли «силой мысли» тележкой, в которой они сидели (об этом мы сегодня тоже напомнили). Над чем работаете сейчас?
Сейчас у нас макака снова ездит на тележке, однако она управляется сразу двумя мозгами – макаки, которая сидит в тележке и макака, которая смотрит на все это.
Схема эксперимента Лебедева и Николелиса с макаками
Но зачем? Какое практическое применение может быть у такой системы?
Мы смотрим, как улучшается взаимопонимание животных. В будущем мы думаем, это может помочь, например, врачу и пациенту, или психиатру и его пациенту.
Если говорить о будущем. Где-то с полгода назад вы закончили исследовательский топик об улучшенном мозге, который мы сейчас освещаем…
Кстати, приезжайте на конференцию, которая посвящена тематике этого топика – она будет через год в 20-х числах сентября в Швейцарии.
Так вот, про этот топик. Вы получаете обратную связь? Есть ли резонанс от этого топика. Ведь в издательской группе Frontiers огромное количество подобных сборников.
Когда я задумывал этот топик, я заранее решил выделиться из тематики. Конечно, я не хотел, чтобы любая тематика туда подходила – ведь, по сути, любая статья по нейронаукам может иметь в виду вопрос «Как улучшить наш мозг». Я сам эксериментальным путем понял, в чем будет состоять главная тема сборника. И в итоге вошло много статей по неинвазивной стимуляции, чуть-чуть фармакологии, какое-то количество нейроинтерфейсов, много философских и этических людей.
Итак, вышло 149 статей. Так как улучшить мозг?
Есть два основных способа и третий вспомогательный. Первый – считывать из мозга информацию и каким-то полезным способом использовать ее для человека. Классический интерфейс для контроля какого-то устройства или нейрофидбэк, что в принципе, то же самое, только под другим соусом. Контроль собственной активности мозга, нормализация, улучшение…
Второй – послать полезную стимуляцию в мозг. Причем, я думаю, стимуляционные интерфейсы будут развиваться быстрее. Потому что, когда мы стимулируем, мы более-менее понимаем, что мы стимулируем. Когда мы декодируем сигналы, мы получаем эффект, но мы не особо знаем, что мы декодируем, никакого отношения к подлинному декодированию мозга это не имеет. Ну и третий способ – это такой футуристический, соединения мозга с мозгом, образование глобального мозга…
Давайте еще немного о практике. В нашей стране, по моему опыту, чувствуется огромный разрыв между «классическими» нейронауками и клинической неврологией. Я бы даже назвал это пропастью. Мы нашим порталом пытаемся ее если не заполнить, то хотя бы обратить на нее внимание. Как с этим делом обстоит на Западе?
В США разрыв все-таки меньше. Я очень много знаю нейрохирургов и неврологов, и все они очень любят исследовательскую работу и сотрудничество с классическими учеными.
Мне кажется, это еще и связано с тем, что на Западе есть культура исследовательских госпиталях при университетах.
Очень может быть. Где бы я ни был, в университетах везде есть исследовательские клиники. И они совсем не похожи на наши – когда войдешь, там не больные в пижамах, а какие-то кафетерии и так далее.
Если говорить о клинике, вы работаете с Мигелем Николелисом. Одна из его групп – ваша – работает в Дьюке с обезьянами. А есть еще одна группа, которая связана с работой с пациентами и коллаборирует с бразильцами. Вы сами-то в сторону клиники какие-то телодвижения делаете?
Один из экспериментов группы Николелиса с пациентами в Бразилии
Я сам работаю с животными, хотя я прекрасно знаю тех, кто работает в Бразилии и их консультирую. Сам в Бразилии не работаю – а все пациенты там.
Потому что Николелис из Бразилии или потому что там работать с пациентами проще?
Потому что из Бразилии. И потому что проще (смеется). Но вообще, клиническая лаборатория – большое дело.
Меньше месяца назад объявили нобелевских лауреатов по физиологии или медицине. Мне кажется, что уже в ближайшие годы могут присудить и премию за работы по нейроинтерфейсам. Я бы лично присудил ее вам (смеется). А кому бы присудили премию вы?
Я бы тоже себе дал (смеется). Шутка. Но мне представляется, что премию получат Мигель Николелис из Университета Дьюка, Джон Донохью из центра Висса и Нильс Бирбаумер из Университета Тюбингена.
Мигель Николелис
И еще один вопрос не о нейронауках. Сейчас много разговоров идет о возвращении бывших российских ученых в нашу страну. Кто-то возвращается, кто-то бурно осуждает эту «затею». Что вы на эту тему думаете? Вы сами как-то участвуете в жизни российской науки?
Ну я же здесь сейчас (смеется). Я думаю, что в нынешней интернациональной науке каждый должен решать для себя. Я активно консультирую наших российских коллег, приезжаю на конференции, и считаю, что этим вношу свой вклад в отечественную науку.
Беседовал Алексей Паевский
Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.
Powered by WPeMatico
