Одна з найгучніших технологій майбутнього, над якою працюють учені в 50-и лабораторіях світу, - розробка інтерфейсу «мозок-комп'ютер». Вона дасть можливість людині безпосередньо, без мишки і клавіатури, «спілкуватися» з комп'ютером, подаючи машині сигнали за допомогою однієї тільки думки.

 Уявіть собі таку картину: повертаєтеся увечері додому, і ваша квартира немов жива, приходить в рух - запалюється світло, найоптимальнішій для вашого стану яскравості, стіни міняють колір, реагуючи на імпульси, що поступають з вашого мозку на спеціальні датчики. Сам собою включається чайник, «підслуховує» ваше бажання випити чайку через електроди, які закріплені на вашій голові. Потім підходите до монітора комп'ютера, і він, слухняний вашому бажанню, відкриває поштову скриньку.

Утопія?

 Не зовсім. Безумовно, до повного включення людини в електронне середовище і уявного управління цим середовищем поки далеко. Але перші, упевнені кроки в розробці інтерфейсу «мозок-комп'ютер» учені вже зробили - одній тільки «силою думки» вже можливо набрати текст, зібрати картинку з пазлів і навіть управляти героєм в комп'ютерній грі.«Звичайно, не у всіх досліджуваних одразу виходить знайти з комп'ютером спільну мову, - повідомляє Олександр Каплан, доктор біологічних наук, професор, керівник групи вивчення мозку людини кафедри фізіології людини і тварин біологічного факультету МГУ ім. М.В. Ломоносова. - Для цього потрібне певне тренування. Адже незрозуміло, як саме потрібно «передавати сигнал»! Людина думає про ту дію, яку повинен зробити комп'ютер, а машині потрібно «вгадати», розшифрувати, що ви хочете, яку саме команду через спеціальні електроди, закріплені шапочкою на голові людини, йому передають. Комп'ютер «настроюється» на користувача. Зазвичай хвилини дві йде на те, щоб вони «порозумілися». У якусь мить починає виходити. Але цей процес неусвідомлений: учасники не знають, як саме вони посилають потрібний сигнал, - просто дуже сильно бажають перемістити курсор в лівий верхній кут або написати слово. Причому кожну букву доведеться «загадувати» окремо, і посилено про неї думати. У якийсь момент виходить - і на екрані з окремих букв складається слово. Це процес нешвидкий - приблизно 10 букв в хвилину вважається за дуже добрий результат. Здібності у всіх різні. Комусь довго не дається «взаєморозуміння» з машиною. А одного разу в наших експериментах брала участь одна студентка, що нашвидку написала цілу пропозицію відразу. Поки ми пояснювали їй, як зосередитися на буквах, на моніторі вже висвітилася фраза: «Чому люди не літають?» «Достатньо, або продовжувати?» - запитала нас при цьому дівчина».

 Червоне - зелене

 У основі розробок інтерфейс «мозок-комп'ютер» лежать два відкриття. Перше - що доводить, що електричні сигнали мозку можна «ловити», просто прикріпивши до шкіри голови електроди. Вперше цей фокус продемонстрував київський фізіолог Правдич-Немінський ще в 1913 році. Але свої досліди він проводив на собаках і мавпах, а тому учений світ не визнав його як першовідкривача. Пізніше німецькі учені підтвердили на людях можливість реєструвати електричні імпульси мозку через шкіру і кістки, без безпосереднього впровадження електроду в мозок. А ще через декілька років американські дослідники під час експерименту відмітили, що людина може управляти цими імпульсами - іншими словами, міняти результати енцефалограми за допомогою внутрішнього зусилля. Мозок проявляє рівень своєї активності різними імпульсами: так, наприклад, стану розслаблення, спокою відповідає альфа-ритм. Учені вивчали саме цей вид імпульсу, і коли мозок досліджуваного працював в режимі альфа-ритму - електроди передавали відповідний сигнал, і спалахувала зелена лампочка. Виявилось, що людина може «утримувати» альфа-ритм (як і бета-ритм, і дельта-ритм, характерна для стану напруга і сну), внутрішньо зосередившись на цьому завданні. А значить, може і розслабляти організм, і допомогти йому заснути або, навпаки, прокинутися, впливаючи на активність власного мозку.«Такій же стадії розслаблення, як під час «утримування» альфа-ритму, людина досягає під час тривалої медитації, - розповідає Олександр Каплан. - Уявляєте, наскільки простішим виявляється механізм «управління» власним організмом, якщо навчитися «керувати» безпосередньо ритмами мозку? Це відкриває великі можливості для відновлення цілком здорових, але страждаючих від нервових перевантажень людей».

А якщо лампочку, що спалахує у відповідь на альфа-ритм, замінити квітами, що розпускаються, на моніторі комп'ютера, то «мозкова релаксація» перетвориться на захоплюючу гру. Навіть для непосидючих, страждаючих гіперактивністю дітей.

Залишилося тільки сумістити ці два відкриття - можливість прочитувати електричні імпульси мозку, не розкриваючи черепну коробку, і здатність ними управляти, щоб смілива ідея спілкуватися за допомогою думки почала реальністю. Але для чого ж потрібно читати думки, якщо можна все сказати словами? Бувають ситуації, коли просто вимовити неможливо. Наприклад, людина паралізована. Тільки дивиться на лікаря, а знаків ніяких, навіть за допомогою міміки, подати не в змозі. Але електрична активність мозку є, і вона цілком керована. Альфа-ритм - червона лампочка спалахує. І це означає «так». Бета-ритм - зелена. І медперсоналу зрозуміло, що пацієнт сказав «ні». Від лампочок же до комп'ютерів - один крок. У думках рухаючи курсор вгору і вниз, управо і вліво, паралізована людина, тільки за допомогою зусилля думки, може і в Інтернет вийти, і у віртуальний футбол з сусідом по палаті зіграти. Замість джойстика - шапочка з електродами на голові.

 Фітнес для мозку

 Перші розробки інтерфейсу «мозок-комп'ютер» призначалися для вирішення якраз медичних проблем - для того, щоб забезпечити хоч якийсь контакт з паралізованими пацієнтами. А ще щоб хоч би частково повернути їх до життя, забезпечивши «вихід» мозку на перший план в тій ситуації, коли і руки, і ноги, і навіть м'язи особи відмовилися виконувати свої функції. Особливо актуальною ідея «мозкового управління» здавалася актуальною для мобілізації паралітиків. Якщо силою думці можна управляти будь-яким електронним приладом, передаючи потрібний сигнал, - те чом би не перекласти на таке управління інвалідну коляску?«Тут є одна проблема, - уточнює Каплан. - Управління коляскою, особливо коли в ній знаходиться повністю паралізована людина, вимагає більшої точності і чіткості сигналу. А через шкіру і кістки все ж таки сигнали йдуть декілька «змащені», та і не кожен пацієнт легко навчається подавати потрібні «команди», адже це неусвідомлений процес, як саме він «налагоджується» в мозку - нам невідомо. Тому для управління колясками інвалідам імплантували електрод безпосередньо, точковий. Але електроди з часом відторгаються організмом, сигнал слабшає і гасне зовсім. Проводити ж знову і знову важку нейрохірургічну операцію небезпечно для пацієнта і дорого. Тому на сьогоднішній день клінічна перспектива - пошук матеріалу, який добре не приживатиметься в тканинах мозку».

 Але не тільки в медицині затребувана ця технологія: якщо для хворої людини «робота мозком» - це спосіб зберегти зв'язок зі світом, то для здорового - свого роду фітнес. Рухати в думках курсор по екрану вправо-вліво так само корисно, як і гойдати прес.- Людина стає розумнішою? - наївно питаю я у Олександра Яковича. - Тобто чи міняється як той стан мозку в результаті таких тренувань? Мозок стає досконало?

- Не думаю, що розумніше, - посміхається Каплан. - Але те, що підвищується здатність сосредотачиваться на чомусь, концентрувати увагу, володіти собою - упевнений. У нас є ідея - в майбутньому комп'ютерні ігри перекласти на таке управління. Таким чином, проводячи час за коханою «броділкой», дитина тренуватиме мозок. Вже зараз ми починаємо роботу над однією такою грою.

Де ще може бути використаний надалі безопераційний метод? Наприклад, в кабіні пілота, космонавта або шофера. Зрозуміло, жодну складну швидкісну машину, швидше за все, не вдасться повністю перекласти на таке управління, але оснастити її додатковими функціями, підстрахувавши водія, - реально цілком. У будь-якій сфері, де ми стикаємося з електронікою, управління може перейти частково або повністю на «уявне».

Звичайно, багато роботи ще попереду - і по розшифровці сигналів, які подає мозок, і по удосконаленню техніки, і по вивченню пластичності мозку, його здатності освоювати нові функції - адже ми не так багато про це знаємо.

«По суті, інтерфейс «комп'ютер-мозок» - це не просто технічна новинка. Це нова парадигма можливостей. Вихід на іншій, вищий рівень - і, відмітьте, цей рівень нам дасть не еволюція, а технологія», - говорить Олександр Каплан.

Светлана ТАРАСЕВИЧ,  «Профиль»