Илон Маск сделал много удивительных заявлений о предполагаемых возможностях Neuralink. Насколько это основано на реальной науке?

Вступление

Люди - естественно разумные существа, которые учатся и приспосабливаются к среде, в которой они живут. Одно из самых значительных изменений в нашей жизни - это то, как мы адаптируемся к технологиям, которые нас окружают. Со временем у нас сложились симбиотические отношения с технологиями; он стал неотъемлемой частью нашей жизни, оказывая глубокое влияние на то, как мы обрабатываем информацию, общаемся друг с другом и организуем мир вокруг нас. Поскольку технологии продолжают развиваться с экспоненциальной скоростью - намного быстрее, чем может успевать эволюционная биология человечества - есть опасения, что мы, возможно, вступаем в эпоху, когда люди больше не могут самостоятельно решать проблемы, потому что они стали полагаться на технологии.

Это нынешнее состояние зависимости мира от технологий, и мы находимся у пропасти, где могут быть внедрены более передовые технологии, чтобы еще больше изменить наш мозг. Neuralink, компания Илона Маска, недавно вышла на эту арену и разрабатывает интерфейсы мозг-компьютер, которые позволяют выгружать нейронную информацию из мозга. Они стремятся разработать эту технологию, чтобы связать наш разум с компьютерами в течение нескольких лет, чтобы улучшить наш мозг и даже решить такие проблемы, как депрессия и беспокойство.

Технология

Эти интерфейсы мозг-компьютер используют электроды, прикрепленные к нейронам мозга, которые либо имплантируются в мозг, либо вводятся через иглу. Эти электроды подключены к записывающему устройству, которое фиксирует электрическую активность нейронов. Затем это действие может быть декодировано в читаемый шаблон, который вводится в компьютер или другое электронное устройство. Информация, содержащаяся в этих шаблонах, может затем использоваться, например, для перемещения курсора или управления движениями протеза.

Считывание информации из мозга не является чем-то новым. Такие технологии, как электроэнцефалография (ЭЭГ) и магнитоэнцефалография (МЭГ), используются в клиниках на протяжении десятилетий из-за их способности контролировать активность мозга. ЭЭГ измеряют электрические сигналы на коже черепа с помощью электродов, прикрепленных к голове, в то время как МЭГ измеряют эти сигналы внутри мозга с помощью датчиков, прикрепленных к коже головы. С помощью этих технологий мы смогли составить карту мозга и понять, какие области мозга отвечают за определенные функции, такие как движение и зрение. Мы также смогли узнать, как различные части нашего мозга взаимодействуют друг с другом, и даже разработать более совершенные протезы для людей с ампутированными конечностями. Фактически, компьютеры, которые взаимодействуют с человеческим мозгом с помощью электрических сигналов, появились еще в 2006 году, а исследование, которое позволило обезьянам управлять роботом с помощью устройства, имплантированного в их мозг, датируется еще 2000 годом.

Прорыв

Что Neuralink сделала для развития этой области, так это разработала менее инвазивный имплантат, который собирает больше данных. Они также добавляют больше функциональности этим типам устройств, например возможность беспроводной связи. По сути, они оптимизируют технологию взаимодействия людей и компьютеров, делая ее меньше, безопаснее и проще в установке. Это грандиозный шаг, потому что он позволит более широко использовать и собирать более точные данные о нейронной активности в невиданных ранее масштабах.

Как и в случае с любой моделью машинного обучения, больше входных данных и информации означает больше обучения и лучшую модель. Имея достаточно данных для обучения, Neuralink в конечном итоге сможет с высокой степенью точности отображать и прогнозировать предполагаемое поведение с помощью соответствующих сигналов мозга. В своей последней демонстрации в августе 2020 года они продемонстрировали, насколько точно активность мозга свиньи может предсказывать ее действия. Можно только представить, какие последствия это имеет для таких технологий, как протезирование, носимые компьютеры и даже управляемые разумом автономные транспортные средства.

Проблемы

Сами по себе эти достижения - не что иное, как прорывы в этой области. Однако обещания Маска на этом не заканчиваются. Потеря памяти, повреждение мозга, депрессия, беспокойство и зависимость - это среди многих других проблем, которые Маск надеется, что Neuralink сможет решить с помощью этой новой технологии. Он надеется, что эта технология поможет нам создать симбиотические отношения с ИИ.

Вот почему я скептически отношусь к этим обещаниям. Фундаментальные недостатки Neuralink заключаются не в их способности считывать информацию в мозг. Скорее проблема заключается в способности записывать данные (что нам нужно выяснить, прежде чем решать такие проблемы, как депрессия и тревога). Хотя электрическую активность мозга можно считывать в режиме реального времени, неясно, как записывать информацию в мозг. Это потому, что мозг - это не жесткий диск. Он не сделан из цифровой памяти, а скорее является органическим и поэтому не может быть перезаписан, как компьютер. Ближе всего к тому, что эта технология подошла к записи информации в мозг, являются различные эксперименты, связанные с глубокой стимуляцией мозга, которая десятилетиями использовалась для лечения болезни Паркинсона и других расстройств. Даже в этом случае точный механизм успеха глубокой стимуляции мозга до конца не изучен.

Вдобавок к этому, науке до сих пор неясно, каковы истинные причины таких заболеваний, как депрессия и тревога. Ясно, что они не вызваны химическим дисбалансом в мозге, потому что нет никаких доказательств, указывающих на какое-то одно химическое вещество. Скорее всего, эти условия вызваны дисбалансом множества различных химических веществ. Это еще больше затрудняет индивидуальное лечение нервной системы, поскольку не все эти соединения подвержены влиянию одних и тех же электрохимических процессов в головном мозге.

Взгляните на учебник по психологии, и вы обнаружите, что ответы на многие наши фундаментальные вопросы о психическом здоровье намного менее ясны, чем можно было бы подумать. Связь активности мозга с физическими действиями с машинным обучением - одна из проблем. Ученые называют методы машинного обучения, такие как нейронные сети, «блочными ящиками», потому что все, что вам нужно сделать, это предоставить достаточно обучающих данных, чтобы получить желаемый результат, без необходимости понимать сложные отношения между входными переменными. Совершенно другая проблема - взаимодействие с химическими веществами мозга на уровне нейромедиаторов для решения сложных проблем. Это требует гораздо более тонкого и фундаментального понимания механизмов, лежащих в основе некоторых из самых сложных взаимодействий с нашим мозгом. Проблема в том, что мы просто не так много знаем о мозге.

Реальность

Дело в том, что область нейробиологии не оправдала амбиций Neuralink. Хотя Илон Маск обещал объединить мозг с искусственным интеллектом, реальность такова, что даже простые интерфейсы мозг-компьютер еще далеки от того, чтобы стать жизнеспособным продуктом. Новые устройства для хирургической имплантации Neuralink - не что иное, как чудо инженерной мысли, но они не помогут найти способ решить любую проблему. Инженеры Neuralink столкнулись лицом к лицу с проблемами, с которыми психологи и нейробиологи сталкивались на протяжении десятилетий: изучение разума требует длительных периодов изучения и наблюдения, а мы только начали касаться поверхности.

Neuralink поставила перед собой невероятно высокие цели, и многие аспекты их плана намного опережают то, что ученые обнаружили о мозге. Но это хорошо: амбиции - вот что движет открытиями нейробиологии, и если вы не доберетесь до звезд, вы никуда не денетесь. К сожалению, к лечению психических заболеваний нет кратчайших путей. Чтобы наконец решить многие из этих сложных проблем, потребуется сочетание технического прогресса и междисциплинарного сотрудничества между физиками, химиками, биологами и психологами.