Ландшафты мозга. Об удивительных искаженных картах нашего мозга и о том, как они ведут нас по жизни - Ребекка Шварцлоуз

от него требовали говорить правду. В том случае, когда вас просят солгать, ложь вообще трудно назвать ложью. Во-вторых, преступник, вероятно, выдает ложь, которую уже отрепетировал, а студент в экспериментальных условиях говорит нечто произвольное. Хорошо подготовленную ложь, вероятно, выявить труднее, чем спонтанную. Еще одна проблема заключается в том, что у нас нет возможности оценить, как часто этот метод выдает ошибочный результат в реальных ситуациях со значительными последствиями – либо не позволяет обнаружить ложь, либо, что хуже, ошибочно выявляет ложь тогда, когда человек говорит правду. Наконец, ученые уже показали, что этими результатами можно манипулировать. Например, сочетание незаметных движений пальцев рук или ног с вопросами, на которые вы отвечаете правдиво, мешает ученым определять, когда вы на самом деле лжете[276].

Если человек, который лжет, может манипулировать процессом выявления лжи с помощью фМРТ, вероятно, эта ситуация аналогична ситуации с детектором лжи. Недостаточно, чтобы детектор лжи работал для большинства людей в большинстве случаев. Для использования в ситуациях с возможными тяжелыми последствиями, таких как судебный процесс, эти системы должны быть чрезвычайно точными, надежными и не подверженными манипуляциям. Некоторые суды уже признали недействительными доказательства, полученные этим методом, но в будущем мы увидим, как суды всего мира отнесутся к возможности выявления лжи по активности мозга.

Сочетание фМРТ и машинного обучения позволило приоткрыть завесу над многими тайнами человеческого мышления и восприятия. И, безусловно, позволит сделать еще больше в ближайшие годы. Однако широкое применение этих методов пока в значительной степени ограничено из-за дороговизны, громоздкости и недоступности аппаратов для фМРТ. Кроме того, метод работает только с мозгом добровольных участников исследований, которые слушаются и выполняют указания. Эти ограничения должны порадовать тех, кто беспокоится по поводу нарушения прав личности. Но это не означает, что нам не следует опасаться развития новых способов чтения мыслей.

Чтение и запись мыслей изнутри мозга

Хотя у нас есть технологии для прослушивания мозга без проникновения внутрь черепа, такие как фМРТ, их сигнал всегда более слабый и менее отчетливый, чем сигнал, который можно записать непосредственно на месте действия, где происходит процесс мышления. Поэтому, если задача технологии заключается в том, чтобы в деталях установить, что обдумывает, чувствует или пытается проделать разум, по возможности лучше собирать информацию изнутри мозга.

В качестве иллюстрации преимуществ прослушивания мозга изнутри рассмотрим успехи ученых в воспроизведении реальных человеческих лиц, которые видит участник эксперимента в данный момент времени, исключительно на основании наблюдений за активностью мозга. В данном случае участником эксперимента была обезьяна с электродами, вживленными в зону лиц зрительной предметной карты мозга. Активность нейронов, зарегистрированная электродами и проанализированная с помощью моделей и декодирующей программы, позволила почти в точности восстановить лица, которые видела обезьяна. Взгляните на результаты, представленные на рис. 34; слева изображены лица, которые видела обезьяна[277]. Справа – восстановленные изображения лиц, полученные исключительно по активности ее мозга.

Хотя восстановление зрительных образов на основании наблюдений за активностью мозга производит впечатление и дает ученым некоторую информацию, оно не имеет практического смысла. Оно сильно отличается от восстановления преднамеренных движений на основании анализа активности нейронов моторной коры. Усовершенствования в области робототехники позволили создать подвижные протезы конечностей. Теперь ученые развивают технологию, которая раскодирует моторную активность мозга парализованных людей и направляет ее на использование вспомогательных устройств. Это наилучшее применение чтения мыслей – повышать возможности разума благодаря прочтению его содержания.

Рис. 34. Демонстрация чтения мыслей обезьяны. Изображения слева – лица людей, которые видела обезьяна, изображения справа – образы, расшифрованные на основании активности ее мозга. Источник: Cell, vol. 169, no. 6. Copyright © 2017 Elsevier Inc.

Один такой разум принадлежит Денису Дегрею. Он оказался парализованным ниже шеи с того момента, когда однажды дождливым утром пошел выносить мусор, поскользнулся и упал. Из-за паралича он лишился возможности делать многие простые вещи: самостоятельно есть и переодеваться, а также держать в руках книгу или писать. Однако благодаря экспериментальной методике Денис может использовать айпад[278]. В результате хирургической операции в участок его двигательной карты M1, отвечающий за движения руки, были вживлены электроды. Теперь с помощью этих электродов можно измерять активность мозга, которую анализирует декодер и посылает инструкции компьютеру, заставляя двигаться курсор. Это устройство позволяет Денису передвигать курсор и выбирать на экране буквы, которые он хочет напечатать.

Поскольку электроды вживлены в область моторной коры, отвечающую за руку, для управления курсором Денис использует двигательные образы. Вот что он рассказывает: “Для визуализации самым удобным для меня оказался образ биллиардного шара. Когда я кладу руку на шар и толкаю его вперед, курсор движется вверх. Я толкаю назад – курсор идет вниз. Влево и вправо точно так же. Как в старых видеоиграх”[279]. Декодер научился сопрягать активность мозга Дениса при создании этого двигательного образа со специфическими движениями курсора по экрану, превращая образ в видимое действие.

Ученые из той же компании нашли и другие способы использования мозговых имплантатов и чтения мыслей для помощи парализованным пациентам. Одним из этих людей был Билл Кочвар, оказавшийся парализованным ниже шеи после аварии на дороге, которая повредила спинной мозг. С тех пор он прикован к инвалидному креслу и полностью зависит от людей, которые его кормят, моют и поворачивают каждые два часа. Кочвар добровольно участвовал в различных исследованиях, направленных на восстановление подвижности парализованных людей. У него, как и у Дегрея, электроды вживлены в отдел моторной коры, ответственный за правую руку[280]. Через несколько месяцев ученые подключили электростимуляторы к мышцам его правой кисти, предплечья и плеча. Включение стимуляторов вызывает сокращение мышц и позволяет двигать кистью и предплечьем.

После некоторой тренировки Кочвар научился использовать мысленные образы для произвольных движений рукой. Декодер читает сигналы мозга и превращает их в инструкции для стимуляторов в мышцах кисти и предплечья. И стимуляторы начинают работать, заставляя нужные мышцы сокращаться в соответствии с инструкциями. В результате Кочвар способен совершать кистью хватательные движения и подносить рукой пищу ко рту. “Это удивительно, – рассказывает он, – я представляю, как двигаю рукой, и она это делает. Я могу двигать ею от себя и к себе, вверх и вниз”[281].

Но есть и сложности. Стимуляторы вызывают недостаточно сильное сокращение мышц правого плеча, чтобы преодолевать силу тяжести и поднимать руку полностью. Поэтому ученые поместили руку на подвижную опору, напоминающую автоматизированную петлю. Эта петля помогает поднимать и опускать руку и, как и стимуляторы в мышцах, находится под контролем мозга. Для выполнения этого движения требуется специальное поддерживающее