Как стартап Илона Маска Neuralink планирует считывать информацию из мозга

Neuralink запустили в 2016 году, он базируется в Сан-Франциско. На данный момент компания привлекла $158 млн, в том числе не менее $100 млн от самого Маска.

Neuralink тщательно скрывает свои технологии, команду и достижения. Отдельные данные технологическое сообщество получало из вакансий стартапа, нескольких официальных объявлений и документов, а также презентации, которую Маск провел в 2019 году.

Хотя Neuralink не разглашает свои методы, его цель предельно ясна: компания хочет использовать роботов для встраивания электродов в мозг здоровых людей, чтобы они могли взаимодействовать с искусственным интеллектом. Все это звучит жутко и фантастично, можно ли назвать задумку Маска хоть сколько-нибудь разумной? Удивительно, но да, хотя еще десять лет назад любой добропорядочный ученый ответил бы: «За исключением крупного технологического прорыва, это маловероятно».

Похоже, что такой прорыв произошел. И дело не в проводках, которые Neuralink планирует внедрять в мозг. Самое важное — это компьютер, к которому они будут подключены.

Neuralink разрабатывает мозговой имплант. Стартап планирует встраивать в мозг электроды, которые будут считывать и стимулировать до тысячи различных точек в нем.

Это уже звучит как фантастика. Но устройства для глубинной стимуляции мозга есть и  сейчас — в частности, они используются в новейшем экспериментальном лечении болезни Паркинсона. Большинство из них считывают или стимулируют только несколько точек в мозге и применяют куда более толстые электроды, чем у Neuralink.

Таким образом, с технологической точки зрения устройство Neuralink нельзя назвать принципиально новым, скорее это впечатляющее улучшение существующих решений.

Компании по-прежнему придется бороться с такими проблемами, как отсоединение электродов и образование рубцовой ткани. Но это те сложности, которые преодолеваются с помощью команды биомедицинских инженеров и нескольких сотен миллионов долларов.

Если предположить, что Neuralink сможет создать анонсированный имплант — а на это все равно уйдут годы — так ли много информации удастся получить с тысячи электродов? В среднем человеческом мозге есть 86 млрд нейронов. Разве считывание данных с тысячи отдельных точек — это не капля в море? Не совсем так.

Есть две традиционных подхода к считыванию информации из мозга. При первом смотрят на общие закономерности мозговой активности, используя МРТ, ПЭТ и ЭКГ. Эти процедуры позволяют понять, что происходит с мозгом на макроуровне. Они отлично подходят для таких вещей, как изучение областей мозга, участвующих в чтении, эмоциях и движении.

Второй подход сосредоточен на считывании данных на экстремальном микроуровне — с одного нейрона. Этот метод под названием patch-clamp (англ. patch — фрагмент, clamp здесь — фиксация) получил Нобелевскую премию 1991 года.

Но между макро- и микроизучением практически ничего не было. Исследователи наблюдали за работой всего мозга или отдельных нейронов, но получить подробные данные на уровне нейронов из конкретных отделов мозга в режиме реального времени было невозможно. Это потребовало бы установки электродов на каждый нейрон, что даже представить сложно.

Все меняет развитие вычислительных технологий, в том числе глубокого обучения, которое используется во множестве областей: от разработки голосовых помощников до создания беспилотных автомобилей. Если коротко, то глубокое обучение распознает паттерны, чтобы составить представление о работе всей системы по небольшому набору данных. Например, эта технология способна восстановить изображение из набора случайных пикселей.

Компании наподобие Neuralink могут совершить рывок благодаря именно глубокому обучению, ведь для считывания информации не понадобятся все нейроны. Будет достаточно большой выборки — например, тысячи точек в одной области мозга — и системы глубокого обучения, которая сможет воссоздать целостную картину по этому набору данных.

Представим возможное будущее. Neuralink усовершенствовал биомедицинские аспекты своего импланта: всего одного достаточно, чтобы считывать информацию с нейронов двигательной системы. Когда вы думаете о перемещении руки, имплант считывает паттерн активности нейронов через тысячу электродов. Они мгновенно переходят в систему глубокого обучения. Как и компьютер, восстанавливающий картинку из пикселей, компьютер берет эти данные и создает подробный план того, как вы хотели бы подвигать рукой.

Но после этого двигается не ваша рука, а рука робота или курсор на мониторе. Однако все происходит именно так, как вы представили это в уме.

Теперь представим, что имплант внедрен в области мозга, связанные со зрительной памятью. Когда вы вспоминаете знакомое место или воображаете незнакомое, система записывает вашу нейронную активность и создает реалистичное изображение.

Для этого может понадобиться информация с большего количества нейронов, но концепция понятна. Мы знаем, что есть некоторые нейроны связаны с пространственной памятью. Например, лондонские таксисты, которые ежедневно изучают сложную географию города, постоянно показывают измеримый рост в определенных областях мозга.

Если имплант будет способен записывать данные из этих областей и с помощью глубокого обучения восстанавливать полные сцены, вполне вероятно, что компьютер сможет считывать ваши мысли и воспроизводить ситуации, которые вы представляете.

До такого использования технологии еще далеко. Но впервые появился путь для достижения этой цели: объединяя ИИ и человеческий мозг на уровне обработки информации, Neuralink создал реальную возможность связать их.

Помимо визуализации мыслей, можно представить и другие способы использования решений Neuralink. Например, парализованные люди смогут применять ее для управления инвалидными колясками или курсорами. А у тех, кто страдает боковым амиотрофическим склерозом и другими нейродегенеративными нарушениями, появится новый способ общения.

Этих перспектив должно быть достаточно, чтобы Neuralink получал деньги и находился на плаву во время разработки технологии. Возможно, компания последует примеру Tesla, которая зарабатывает на электромобилях и за счет этого финансирует работу над беспилотниками. Neuralink может использовать импланты для людей с серьезными нарушениями как путь к более обширному изучению мозга.

Источник.