Ученые впервые соединили три мозга для обмена мыслями

Электроэнцефалография (ЭЭГ) позволяет регистрировать паттерны активности нейронов мозга с помощью закрепленных на черепе электродов. Обратного результата можно добиться с помощью транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС), возбуждая нейроны посредством слабых внешних магнитных полей. В последнее время нейрофизиологи добились впечатляющего успеха и в интерпретации данных ЭЭГ, и в магнитной стимуляции, что дает надежду на создание в будущем полноценной системы коммуникаций, связи, которая позволит напрямую обмениваться если не мыслями, то простыми сигналами, не требуя даже превращения их в слова.

Ранее исследователи уже соединяли мозги обезьян и крыс так, что одна из них могла передавать команды на моторную кору другой. Однако эта методика требует использования массива микроэлектродов, внедренных непосредственно в мозг. Для человека такая процедура слишком опасна, а неинвазивные методы ЭЭГ и ТМС дают куда более «зашумленную» картинку. Однако понемногу специалистам удается справиться с этими недостатками, чему особенно способствует использование современных алгоритмов анализа и распознавания паттернов, привлекающих возможности искусственного интеллекта.

Все это позволило Раджешу Рао (Rajesh Rao) и его коллегам из Вашингтонского университета и Университета Карнеги — Меллон применить ЭЭГ и ТМС для создания первого образца «интернета мозгов» — BrainNet, соединившего мозги трех добровольцев одновременно. В статье, представленной в онлайн-библиотеке препринтов ArXiv.org, ученые пишут: «Полученный результат открывает возможности будущих интерфейсов “мозг — мозг”, которые обеспечат коллективное решение людьми задач с использованием “социальной сети” связанных мозгов».

В проведенных Рао и его командой экспериментах добровольцам предлагалось сыграть в упрощенный вариант тетриса. От игрока требовалось лишь решить, повернуть падающую фигуру на 180° или не трогать ее. Сам игрок решения принять не мог: он видел лишь верхнюю половину экрана, однако его мозг был подключен к аппарату ТМС, а тот посредством сложной компьютерной программы — к мозгам двух других участников сети, на головы которых были установлены электроды ЭЭГ.

Два этих игрока видели экран и могли решить, какой ход следует предпринять. Сделав выбор, им следовало удерживать взгляд на одной из двух лампочек, мерцавших с разной частотой (15 и 17 Гц). Наблюдение этого мерцания вызывало соответствующие колебания активности в зрительной коре, которые считывались энцефалографом. Наконец, с помощью ТМС такие колебания возбуждались в коре третьего участника, который мог видеть их как вспышки света — фосфены, — случайным образом возникающие в поле зрения.

Этот игрок старался верно интерпретировать сигналы, поступавшие от двух первых, а они видели результаты этих действий на своих экранах: фигура вращалась, когда следовало, или же не вращалась. Таким образом была обеспечена обратная связь внутри сети, которая позволила всем участникам улучшать свои результаты. Скоростным такой способ обмена не назовешь: фактически на каждом шаге BrainNet пересылала всего один бит данных. Но это лишь начало. Первый «интернет мозгов» развернулся в трех разных комнатах лаборатории, но кто знает, не охватит ли его далекий потомок всю планету и все человечество?..