Создать сверхразум и управлять машинами силой мысли: на что способны мозговые импланты, которые разрабатывают ученые
Электронные чипы, которые имплантируются в мозг, стали модной темой. Фото: Kittyfly/Shutterstock/Fotodom
С легкой руки Илона Маска электронные чипы, которые имплантируются в мозг, стали модной темой. Звучит жутковато, но мозговые импланты называют технологией будущего. Говорят, с их помощью можно будет вернуть к полноценной жизни тяжело больных людей, а также соединить мозг человека с возможностями машин и создать сверхразум, который решит все проблемы на Земле. Какие революционные перспективы открываются в этой области? Как отделить реальность от фантастики? Об этом мы поговорили с одним из ведущих российских ученых в этой области Виктором Казанцевым, главным научным сотрудником, заведующим Лабораторией нейробиоморфных технологий МФТИ.
ИНТЕЛЛЕКТ ЧЕЛОВЕКА ПРЕВОСХОДИТ МАШИНУ В ДВУХ КЛЮЧЕВЫХ КОМПОНЕНТАХ
- Виктор Борисович, Илон Маск говорит: “Для меня уже несколько лет очевидно, что человечество является биологическим загрузчиком для цифрового сверхразума”. Действительно ли возможности человеческого мозга уже исчерпаны и дальнейшая эволюция возможна только за счет подключения каких-то внешних устройств?
- В определенном смысле, Илона Маска прав, для некоторых задач уже достигнут предел развития мозга. Действительно, технологии развиваются экспоненциально, а биологическая эволюция человека происходит медленно, не успевая адаптироваться к новым условиям. В частности, к большим потокам информации вокруг нас.
На мой взгляд, необходимость постоянно ориентироваться в них, способствует росту психических расстройств, таких как депрессия. Мозг просто не справляется с таким количеством информации. И в этом плане нейроинтерфейсные решения могут помочь мозгу и взять на себя часть нагрузки. Кроме того, на помощь мозгу уже пришли цифровые технологии, такие как искусственный интеллект и большие языковые модели. А еще не надо забывать, что возможности мозга по двум ключевым параметрам пока остаются недостижимыми для искусственных систем.
- О каких параметрах речь?
- Первое - это функциональная эффективность. Хотя цифровые компьютеры демонстрируют подавляющее преимущество в выполнении стандартных математических операций (сложение, умножение и другие арифметические действия), они значительно уступают мозгу в решении сложных когнитивных задач. В ситуации, когда человек попадает в новую для себя среду и вынужден принимать решение, мозг гораздо эффективнее: искусственный интеллект, необученный к этой обстановке, будет проигрывать.
А второе - это энергетическая эффективность. Мозг потребляет всего порядка 20–30 ватт энергии, но при этом справляется с огромным количеством вычислительных задач, о которых мы даже не задумываемся. Каждую секунду он контролирует работу сотен мышц.
С легкой руки Илона Маска электронные чипы, которые имплантируются в мозг, стали модной темой.
Фото: GLOBAL LOOK PRESS.
ЧТОБЫ ДУМАТЬ, ИСКУССТВЕННОМУ ИНТЕЛЛЕКТУ НУЖНА ЭНЕРГИЯ ЦЕЛОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
- В конце прошлого века Рудольфо Линнас, который занимался изучением мозжечка — областью мозга, контролирующей моторику движений, оценил: чтобы просто рукой взять предмет, нужно задействовать около 50 групп мышц, - продолжает Виктор Казанцев. - Если представить, что таким движением управляет компьютер, то он должен иметь процессор с частотой в миллион Гигагерц.
Чтобы обеспечить такую производительность потребуется огромное количество энергии. Мозг же играючи решает эту задачу, попутно управляя остальными мышцами, контролируя восприятие, мыслительные процессы и т.д.
- А сколько энергии “съедает” искусственный интеллект?
- Когда большие языковые модели, тот же ChatGPT, обрабатывают большое количество запросов, им требуется энергия в масштабе целой электростанции. Следовательно, расширение искусственного интеллекта в какой-то момент достигнет предела, мы просто не сможем обеспечить его энергией.
- Можно ли как-то обойти это узкое место?
- Есть различные подходы. Одно из перспективных направлений повышения энергоэффективности — это нейроморфные вычисления, над которыми мы работаем в МФТИ. Речь идет об использовании аналоговых устройств, имитирующих биологические нейронные сети. То есть мы пытаемся научить машину обрабатывать информацию так, как это делает мозг человека. Одно из таких устройств называется мемристоры — это элемент электрических схем, он имитируют работу наших синапсов, которые передают нервный импульс от одного нейрона - другому. Только мемристор запоминает, какой электрический заряд пропускали через него. Если удастся этот метод применить для задач искусственного интеллекта, можно надеяться на сокращение потребления энергии на порядок.
КАКИМ СПОСОБОМ ЛУЧШЕ ЗАГЛЯНУТЬ В МОЗГ?
- Виктор Борисович, разработчики интерфейсов “мозг-компьютер” двигаются разными путями. Neuralink Илона Маска вскрывает череп человека и вживляет чип непосредственно в мозг. Есть технологии, которые обходятся без хирургического вмешательства: электрическая активность мозга считывается с помощью специального шлема на голове. Вам какая технология кажется перспективней?
- У каждой технологии есть свои плюсы и минусы. Выбор зависит от цели, которую вы хотите достичь. Если задача - мониторить активности мозга, то чаще используют неинвазивные интерфейсы (неинвазивные, это когда ничего не разрезают - Ред). Они записывают нейронные сигналы и преобразуют их в команды для набора текста, управления протезами или экзоскелетами.
Их преимущество очевидно: они не требуют хирургических вмешательств. Но и главный недостаток тоже очевиден — это низкое разрешение. Каждый поверхностный электрод регистрирует совокупную активность миллионов нейронов, которые могут разряжаться одновременно. Поэтому такой метод позволяет анализировать лишь крупномасштабные процессы в мозге.
А вот с интерфейсов, которые внедряются прямо в мозг (по типу Neuralink - Ред), вы можете регистрировать сигналы с небольшого количества клеток или даже отдельного нейрона.
- А какие у них недостатки?
- Они тоже понятны: имплантация травматична для мозга, а внедрить чипы в глубинные отделы мозга достаточно сложно. Поэтому человеку такие электроды могут быть показаны только при острой необходимости, например, для подавления приступов эпилепсии.
Еще один минус инвазивных электродов — они работают недолго. Потому что мозг, воспринимает электрод, как чужеродное тело и пытается изолировать. Чип обрастает соединительной тканью и это приводит к ухудшению качества сигнала.
Но несмотря на эти ограничения, высокое пространственное разрешение инвазивных электродов открывает возможности для восстановления, например, зрения или слуха. Такие чипы можно использовать для создание двунаправленных систем, которые не только считывать, но и стимулируют нужные области мозга. А значит, можно сделать так, чтобы человек ощущал протез частью своего тела.
- А что скажете про компанию Synchron - у них мозговые импланты представляют стент с электронными датчиками, который внедряется в мозг через кровеносные сосуды.
- Это тоже достаточно интересная технология. Но с такого интерфейса очень сложно снимать сигнал, потому что электрод находится в кровеносном русле и изолирован от нейрона. Тем не менее есть надежда, что именно такие технологии помогут нам добраться до глубинных областей мозга.
ИДЕАЛ БУДУЩЕГО - СОЗДАНИЕ СИМБИОЗА ПИЛОТА И МАШИНЫ, КАК В ФИЛЬМЕ “АВАТАР”
В фильме "Аватар", герои соединялись с драконами через хвост, и это обеспечивало полный контакт тела и мыслей.
Фото: кадр из фильма.
- Иногда говорят, что помощь инвалидам - это лишь стартовая задача для разработчиков мозговых имплантов. А в конечном итоге их конечная цель соединение человеческого мозга и машины, наделение людей сверхспособностями. Возможен ли симбиоз человека и машины?
- Теоретически возможен. Но в практическом плане мы от этого очень далеки. Для этого нужен высокоразрешающий, надежный интерфейс, который как бы сросся с нервной системой человека. Помните, как в фильме "Аватар", герои соединялись с драконами через хвост, и это обеспечивало полный контакт тела и мыслей. Это пример двунаправленного интерфейса, когда человек и устройство учатся взаимодействовать друг с другом для достижения результата.
По сути, идеал будущего — интеграция нервной системы пилота и машины. В том же «Аватаре» люди использовали военные экзоскелеты. Идея в том, что сигналы мышц, управляемые мозгом, передаются на моторы костюма, многократно усиливая физическую силу человека. В принципе такие человеко-машинных интерфейсы вполне реализуемы. Но все-таки главное революционное назначение таких устройств - это компенсировать способности человека, утраченные из-за болезней. Дать людям возможность управлять протезами, экзоскелетами, ортезами, а также автомобилем и компонентами "умного дома".
Читайте также:
Почему бриллианты стали лучшими друзьями девушек и как Россия выращивает рекордные алмазы
СЛУШАЙТЕ ТАКЖЕ