Человекоориентированный искусственный интеллект

Человекоориентированный искусственный интеллект

Компании Neuralink Илона Маска удалось научить человека управлять компьютерным курсором с помощью мыслей

Первый нейроимплант для прямого контакта мозга человека с компьютером был разработан доктором медицины Филипом Кеннеди из Университета Эмори в Атланте. Нейрохирург Джон Бакай в 1998 году вживил его пациенту, полностью обездвиженному после инсульта. Имплант регистрировал активность нейронов мозга, расшифровывал намерения пациента, которые транслировались в команды для управления курсором. Свершилось настоящее чудо: мысленными усилиями выбирая курсором буквы, пациент смог вновь обрести способность к коммуникации.

Хирургический робот Илона Маска способен ввести в мозг до 3 тыс. контактов за 20 минут

Фото: Reuters

Пока только для больных

По приглашению Филипа Кеннеди я в 2005 году был в его лаборатории и знаю эту историю из первых рук. Доктор Кеннеди, кстати, основал первую в мире частную нейрокоммуникационную компанию Neural Signals, Inc., существующую до сих пор.

Инициативу перехватили три другие американские лаборатории, и в 2012–2015 годах нескольким пациентам были вживлены усовершенствованные импланты, содержащие до 400 контактов для связи с нервными клетками. Через импланты пациенты могли даже с помощью манипулятора поднести ко рту контейнер с напитком или пожать руку.

Илон Маск основал компанию Neuralink в 2016 году. Но у него была другая цель: канал связи мозга не просто с компьютером, а с искусственным интеллектом. В коре головного мозга человека около 20 млрд нервных клеток, и очевидно, что для связи с ИИ нужно было вживить в мозг не 400, а намного больше контактов. Вот Илон Маск и взялся за разработку технологии и аппарата для автоматизированного вживления в мозг человека десятков тысяч контактов. К настоящему времени хирургический робот Илона Маска способен ввести в мозг до 3 тыс. контактов за 20 минут, а его максимальная мощность — 100 тыс. контактов. С его помощью уже вживляли контакты в мозг свиней и обезьян. Так что остается только подождать, что сможет делать первый пациент Илона Маска с помощью мысленных намерений.

Но пока что нейроинтерфейсные технологии могут закрепиться в медицине в основном в области реабилитации и расширения зоны самообслуживания тяжелых пациентов. В медицине же пока есть опыт работы всего с 35–40 пациентами. В лучших случаях они учились навыкам мысленного управления многие месяцы, и качество этого управления остается крайне низким: все очень медленно, с большим числом ошибок и с малым числом команд.

Для здорового человека пока ни один из нейроинтерфейсных гаджетов не нашел применения — за исключением игровых технологий, да и то лишь для большего «фана». За пределами медицины нейроинтерфейсные технологии пока никак себя не проявили.

Так что научное сообщество ждет результатов Илона Маска: изменится ли резко качество мысленного управления с внедрением в мозг не сотен, а десятков тысяч контактов. Есть надежда, что многоконтактные нейроимпланты окажут значительную терапевтическую помощь пациентам с нейродегенеративными заболеваниями.

Есть большие сомнения в том, что Илон Маск достигнет главной своей цели — прямого управления мыслью ячейками памяти искусственного интеллекта. На этом пути стоит мощная естественная преграда: мы не знаем коды мозга! Да и кто из здоровых людей согласится на внедрение в его голову чужеродных контактов ради «удовольствия» управлять искусственным интеллектом?

Но если говорить о неинвазивных технологиях, например рутинной электроэнцефалографии — надел шапочку с электродами и потом ее снял,— то здесь перспективы проглядываются. Поверхностные электрические сигналы мозга расшифровывать довольно трудно, поскольку они проходят через кожу и кости черепа с большими потерями. Но тем не менее с применением самых последних достижений математики и обработки данных нейротехнологи заметно продвигаются ко все более плотному контакту мозга с компьютером.

Исследования в области нейроинтерфейсных технологий ведет несколько десятков научных лабораторий. Частных компаний, помимо компании Илона Маска, не так много. Например, американская компания Blackrock Neurotech совместно с BrainGate разработали контактный модуль на 100 электродов для вживления в корковые структуры мозга. Компания Synchron из Бруклина разработала технологию подведения регистрирующих контактов в мозг через венозные сосуды. Конечно, есть по миру сотни компаний, которые выпускают нейроинтерфейсы для игр, но их качество никто не проверяет, и зачастую такие игрушки имеют связь с мозгом только номинально, а на самом деле управляются активностью мышц на лбу или движениями глазами.

Россия на переднем крае

Российские исследователи достаточно рано вступили в гонку за призовые места в нейроинтерфейсных технологиях. В 2005 году в зарубежной научной периодике вышла первая статья российских авторов (как раз из моей лаборатории в МГУ им. М. В. Ломоносова) на тему о возможности создания неосознаваемого канала связи мозга с компьютером. В 2011 годы наша лаборатория уже представляла свои разработки на конференции в Граце. Мы были первыми по скорости и надежности набора букв через нейроинтерфейс. Эти разработки позволили нам в 2018 году создать медицинский комплекс «НейроЧат» для замещения речи, который в настоящее время в количестве более 500 экземпляров присутствует в больницах и у пациентов на дому в разных городах РФ.

В таком быстром развитии событий нам поначалу очень помог грант фонда «Сколково», а потом и гранты РФФИ, НТИ, РНФ. В настоящее время у меня продолжается большой грант от РНФ, размещенный в Сколтехе и направленный на развитие неинвазивных нейроинтерфейсных технологий для восстановления движений и речи после нейротравм и инсультов, для купирования фантомных и нейропатических болевых синдромов, для активации шагательных движений при спинальных травмах. Совместно с компанией «Моторика» мы пробуем создать нейроинтерфейсные технологии для частичного управления протезами и их очувствления.

В целом в РФ сейчас в нейроинтерфейсной области профессионально плотно работает десятка полтора лабораторий в разных городах, от Калининграда до Владивостока. Важно, что в последние годы в РФ появились коллективы, например в Высшей школе экономики, занимающиеся разработкой инвазивных нейроинтерфейсов, в частности, для расшифровки внутренней речи человека или мысленного письма с целью передачи этих намерений на голосовые или графические синтезаторы. В нашей лаборатории сейчас создается нейроинтерфейсная технология нового поколения 5.0, синтезирующая последние достижения в области нейрофизиологии, психолингвистики, композитного машинного обучения с интеграцией в нейроинтерфейсные контуры больших языковых моделей. Это уже самый передовой край науки в области нейроинтерфейсных технологий, ведущий к созданию человекоориентированного искусственного интеллекта.