Группа исследователей из Сколковского института науки и технологий (Сколтеха), Федерального центра нейрохирургии Минздрава России, Сеченовского университета и МГУ имени М. В. Ломоносова смогла уловить сигналы, связанные с «внутренним голосом» человека.
Проведённый эксперимент приблизит нейрофизиологов к возможности «читать мысли» людей.
Лишь воображали произнесение слов
Об исследовании сообщила пресс-служба Сколтеха. В нём приняли участие два пациента с эпилепсией. Обоим по медицинским показаниям были установлены в мозг электроды (с их помощью врачи ищут очаги эпилептической активности).
Учёные под руководством профессора Сеченовского университета Альберта Суфианова следили за активностью мозга этих людей при письме и произнесении различных слов. Это позволило исследователям уловить слабые сигналы, связанные с работой того, что они назвали «внутренним голосом» человека.
В первом задании пациенты писали цифры на планшете. Во втором произносили слова вслух, а потом беззвучно артикулировали их (то есть шевелили губами). Наконец, они лишь воображали произнесение слов, без какого бы то ни было движения языка, губ и пр. — это и есть «внутренний голос». Всё это время с электродов при помощи электроэнцефалографа велась непрерывная запись мозговой активности.
Учёные обнаружили, что задача по письму, которая, по сути своей, является двигательной, вызывала активность, не привязанную к конкретному участку мозга: сигнал принимали все электроды, независимо от их положения. Исследователи говорят, что этого и ожидали: координированное движение сопряжено с распределённой по коре головного мозга активностью.
«Не так много групп, которые этим занимаются»
Оправдала их ожидания и вторая часть эксперимента, связанная с речью. Оказалось, что и при полноценном произнесении слов, и при немой артикуляции зоны электрической активности мозга хорошо соответствуют друг другу. В ту же картину отлично вписался и сигнал внутреннего голоса, хотя и оказался существенно слабее.
«Это логично, ведь эту едва уловимую активность можно рассматривать как сигнал речи за вычетом движения органов артикуляции и слуха. Такой „остаточный“ сигнал может быть связан, например, с извлечением слов из памяти», — сообщают авторы эксперимента.
В будущем ученые надеются с помощью искусственного интеллекта очистить сигналы внутреннего голоса от шума и других посторонних сигналов мозга. Это позволит разработать системы, «читающие мысли» людей с ограниченными возможностями (парализованным, имеющим нарушения речи) — так можно будет заранее распознавать их намерения, а это поможет им активнее взаимодействовать с окружающим миром. Подобные нейроинтерфейсы найдут применение в реабилитации пациентов с нарушениями нервной системы, в создании дополненной реальности и управлении «умными» протезами.
Технологией интересуются все
Разработка систем, «читающих мысли» человека — научный тренд последнего времени. Такие системы получили название «нейрокомпьютерный интерфейс». Проще говоря, это управление электроникой с помощью мыслей. Здесь есть немало технических сложностей (они касаются точности распознавания), но учёные и инженеры шаг за шагом движутся к их преодолению.
Технологией интересуются все современные IT-гиганты, а Илон Маск регулярно информирует публику о том, как идут дела у его компании Neuralink, разрабатывающей мозговые чипы для такого интерфейса. В этом году американский миллиардер уже приступил к испытаниям на людях.
У Маска хватает конкурентов (в первую очередь в США), которые не отстают от него, например, по числу одновременно работающих электродов на живом мозге. Наступает на пятки Китай: в Университете Цинхуа в Пекине тоже создали устройство, которое позволило парализованному пациенту управлять протезом руки с помощью сигналов головного мозга. Разработчики подчёркивают, что их нейрочип менее инвазивен, чем аналогичный имплант от Маска: он не вживляется непосредственно в нервную ткань мозга, а устанавливается в пространство между мозгом и черепом. Таким образом, не происходит проникновения в мозг, и нет риска повреждения его тканей. А это большой плюс.
Как видим, исследования в области нейрокомпьютерных интерфейсов ведутся и в России. Ими занимается множество научно-исследовательских групп. Они работают в МГУ имени М. В. Ломоносова, Сколтехе, Университете Иннополис, нескольких институтах Российской академии наук. Кроме того, есть молодые компании, где разрабатывают соответствующие интерфейсы, и отраслевой союз «Нейронет», объединяющий специалистов в этой области.