Человек 2.0. Перезагрузка. Реальные истории о невероятных возможностях науки и человеческого организма - Адам Пиорей

Кэти страдает эпилепсией и планирует подвергнуться операции на мозге, цель которой — попытаться удалить именно ту часть ее мозга, которая и является источником припадков. Чтобы отыскать этот участок, медики три дня назад приподняли верх черепа Кэти и поместили 117 миниатюрных электродов непосредственно на правую половину ее обнаженной коры, тем самым получив возможность отслеживать ее мозговую активность и составить карту нужной зоны. Ожидая операции, Кэти согласилась принять участие в шальковском исследовании.

И вот рядом с моим креслом она сидит в своей моторизованной койке под тоненьким одеялом и смятой белой простыней. На ней больничный халат, и ее модные очки для чтения, кажется, вот-вот упадут с ее небольшого тонкого носика. Трудно отвести взгляд от ее необычного головного убора. Вся верхняя часть головы Кэти, от ушей и выше, плотно замотана повязками и медицинской киперной лентой, производя впечатление жесткой гипсовой отливки. Густая мешанина проводов, покрытых сеткой, выходит из отверстия у нее на темени, словно она — родственница Биба Фортуны, желтого хвостоголового мажордома, прислуживающего Джаббе Хатту (в «Звездных войнах» вообще много таких персонажей чудаковатого вида).

Этот хвост из проводов спускается вниз от изголовья койки, вьется по полу и доходит до тележки, содержащей аппаратуру общей стоимостью в четверть миллиона долларов: всевозможные ящички, усилители, сплиттеры и компьютеры. Всем этим управляет инженер в белом халате, стоящий перед большим экраном.

Инженер подает знак, и Кэти фокусирует внимание на мониторе, который находится на столике перед ней. Из двух динамиков раздаются одиночные слова, которые монотонно произносит женский голос:

— Ложка… Питон… Сражение… Ковбои… Телефон… Плавание…

После каждого слова на мониторе у Кэти появляется знак «+» и вспыхивает голубым. Эта вспышка сигнализирует Кэти, что она должна повторить прозвучавшее слово — молча, про себя. Лицо Кэти непроницаемо. Нет никаких видимых признаков, по которым можно было бы заключить: она о чем-то думает. Но когда она представляет каждое слово, 117 электродов, подключенных к ее зрительной коре, фиксируют уникальную комбинацию электрических сигналов, исходящих от сотен миллионов отдельных нейронов в височной доле ее мозга. Эти комбинации пролетают по проводам и попадают в усилитель, а затем в компьютер, который представляет их в виде извилистых горизонтальных линий на экране перед инженером. Где-то в этой непроницаемой путанице линий (напоминающей клок волос, выдранных щеткой) таится определенный логичный рисунок, закономерность, паттерн, тот код, который мы смогли бы прочесть, если бы понимали таинственный язык мозга.

Позже команда Шалька, работающая в Центре Уодсворта, Лаборатории общественного здравоохранения при Министерстве здравоохранения штата Нью-Йорк, совместно с коллегами из Калифорнийского университета в Беркли займется пристальным изучением полученных данных. Каждый из электродов, подсоединенных к мозгу пациентки, записывает статус примерно одного миллиона нейронов приблизительно 10 раз в секунду, создавая целое море цифр, комбинаций, возможных значений (каждый электрод воспринимает около 600 млн сигналов в минуту).

Но сейчас Шальк невозмутимо глядит на меня с другого конца палаты и сообщает, что он и его команда способны раскрыть эту тайну и благодаря современным вычислительным мощностям извлечь из этого колоссального массива данных именно те слова, которые вообразила себе Кэти. По словам Шалька, они почти уверены, что начали разбираться, как «прочесть ее мысли». И он обещает мне это продемонстрировать.

* * *

Гервин Шальк — не самый типичный ученый. Он впервые раскрыл научный журнал лишь несколько лет назад. Он почти ничего не знал о человеческом мозге. И он никогда не встречался с больными БАС — такими, как Дэвид Джейн. У Шалька всегда была только одна страсть — компьютеры. Ученым необходимы специалисты вроде Шалька, иначе у них не будет никаких шансов взломать самый сложный код из всех, какие существуют в природе.

Уроженец австрийского города Грац, известного еще со Средних веков (и во многом сохранившего средневековый облик), Шальк влюбился во всё цифровое уже в тот момент, когда ему было двенадцать и его отец принес домой компьютер «Commodore Amiga >. Почти все свои подростковые годы Шальк провел, изучая англоязычные компьютерные инструкции и пытаясь, словно археолог над древним свитком, извлечь смысл из хаоса непонятных слов. Так он постепенно научился говорить по-английски.

В старших классах Шальк повадился днем незаметно отпирать окно школьной компьютерной лаборатории, чтобы ночью он мог пробраться внутрь и воспользоваться машинами. В 15 лет он присвоил сам себе ник «Безумец» и запрограммировал все эти компьютеры, чтобы они выдавали сообщение «Безумец — классный» всякий раз, когда кто-нибудь их загружает. Учителю информатики оказалось не по силам избавиться от этой напасти, и сообщение так и продолжало появляться, ежедневно напоминая об анонимной «классности» Шалька и приветствуя его до окончания школы.

Поступив в Технический университет Граца, Шальк выбрал сдвоенную бакалавро-магистерскую программу по электроинженерии и информатике: у него ушло почти восемь лет на то, чтобы освоить эту программу, известную среди здешних студентов своей сложностью. Наконец он получил диплом. Юноше явно очень хотелось приключений. Поэтому в 1997 г., прослышав о возможности поехать в США для работы над диссертацией в каком-то городе под названием Олбани (штат Нью-Йорк), он сразу же ухватился за этот шанс. Правда, Шальк раньше никогда не слышал об этой сфере — нейрокомпьютерные интерфейсы. Но его не очень-то волновала тема диссертации.

«Я подумал: раз там написано про интерфейсы "мозг-компьютер", может, мне придется работать над какой-нибудь трехмерной реконструкцией челюсти по томографическим снимкам или над чем-то в этом роде, — говорит Шальк. — Но там было написано „Нью-Йорк“, и я подумал: главное, я буду рядом с этим городом».

Ни то ни другое предположение не оправдалось. Однако с точки зрения профессиональной карьеры выбор Шалька оказался удачным. Выпускникам вузов предоставили возможность занять это место, поскольку один из грацских профессоров Шалька сотрудничал с Джонатаном Уолпоу, врачом-исследователем из Центра Уодсворта, той самой лаборатории общественного здравоохранения штата Нью-Йорк, расположенной в Олбани. Уолпоу стал для молодого человека идеальным проводником по этой быстро развивающейся области, которая, как выяснилось, идеально подходила для приложения талантов Шалька.

Уолпоу, невролог с официальным разрешением на врачебную практику, работал с такими «запертыми в тюрьме своего тела» пациентами, пытаясь использовать существующие технологии для того, чтобы помочь им вновь обрести способность общаться с внешним миром. Опытный клиницист, Уолпоу знал, казалось, всё, что мог бы надеяться узнать человек, о том, как функционирует мозг, и о тех бесчисленных неполадках, которые могут возникать в нем. И он был очень рад поделиться своими познаниями.

Но Уолпоу требовался специалист, способный помочь ему разобраться в ошеломляющем количестве данных, которые он сумел добыть из этого органа благодаря стремительно развивающимся техническим методам и инструментам, позволяющим выполнять всё большее число задач. Как выяснилось, Уолпоу был очень щедрым наставником. Всего за несколько лет Шальк не только завоевал его доверие, но и получил вторую магистерскую, а также кандидатскую степень в расположенном неподалеку Политехническом институте Ренсселера. За время обучения там его средняя оценка составила 4,0, а на кандидатском экзамене он получил наивысший балл за всю историю факультета электроинженерии. Кроме того, он добился от NIH гранта в 1,4 млн долларов и благодаря этому финансированию разработал универсальный софт для нейрокомпьютерных интерфейсов, который теперь стал стандартом в этой отрасли. Его используют около 3000 человек, живущих в самых разных регионах планеты.