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

Однако вскоре после встречи с Шальком неустрашимый Шмайссер поднялся на трибуну в штаб-квартире Управления научных исследований американской армии в Научно-исследовательском парке «Треугольник» (штат Северная Каролина) — и представил именно такую программу. Картинно размахивая металлической указкой (вот когда пригодилось его мастерство владения японскими мечами), Шмайссер стремительно демонстрировал слайды, сделанные в программе «PowerPoint», и изо всех сил старался убедить 30 скептически настроенных специалистов, сидящих перед ним за изогнутым подковой столом, что технологические достижения наконец позволили ему вплотную подойти к исполнению своей мальчишеской мечты. Он объявил: пионеры нейрофизиологии уже вовсю подключают электроды к двигательной коре парализованных пациентов, расшифровывая их намерения и тренируя этих людей для того, чтобы они могли управлять своими протезами исключительно силой мысли. А скоро появится целый рад новых методов, которые позволят достигать столь же впечатляющих результатов с помощью гораздо менее инвазивных технологий.

Шмайссер настаивал, что пришло время совершить скачок и вывести эту передовую технологию за пределы двигательной коры и областей мозга, связанных с обработкой сигналов, которые поступают от органов чувств, — добившись того, чтобы с помощью таких методов можно было расшифровывать нейронные сигналы, ассоциируемые с гораздо более сложными вещами — с идеями и внутренней человеческой речью.

Но реакция слушателей была не такой, на какую он надеялся.

Шмайссер вспоминает, как в тот решающий день 2006 г. собравшаяся комиссия вопрошала: «Может ли это реально сработать? Покажите нам доказательства, что это может реально сработать, что вам это не мерещится».

Посовещавшись, комиссия все-таки согласилась выделить Шмайссеру 450 000 долларов, распорядившись, чтобы он выступил перед ней через год, если сумеет добыть данные, которые убедят этих экспертов, что его идея больше, чем просто фантазия.

Шальк и Шмайссер сошлись во мнении, что первым шагом должна стать зримая демонстрация самой возможности детектирования «внутренней речи». Такая демонстрация докажет, что (если воспользоваться выражением комиссии по военным исследованиям) Шмайссеру вовсе не мерещатся реальные перспективы создания мыслительного шлема.

Но Шальк со Шмайссером искали не просто сигналы, связанные с движениями мышц, используемых нами для произнесения слов. Их интересовали сигналы, ассоциируемые с безмолвной речью, с вещами, которые мы говорим лишь мысленно, про себя.

Чтобы отыскать такие сигналы, Шальк и Лейтхардт навербовали 12 скучающих и прикованных к постели людей, страдающих эпилепсией (таких как Кэти), для участия в первой серии экспериментов. Испытуемым предъявляли 36 слов со сравнительно простой структурой — согласный-гласный-согласный (например, группы слов типа «бак», «бек», «бок», «бук», «бык»). Шальк и Лейтхардт попросили пациентов произнести эти слова вслух, а затем просто представить себе, как они их произносят. Инструкции передавались пациентам визуально (через экран компьютера), без всяких аудиосигналов, а затем голосом, без всякого видео: это делалось для того, чтобы пациенты могли легко идентифицировать поступающие сенсорные сигналы в своем мозгу, отличая их от сигналов, подаваемых программой распознавания паттернов. Электроды, работающие по технологии ЭКоГ, весьма точно записывали карту нейронной активности, которая при этом возникала.

Как и следовало ожидать, когда испытуемые произносили слово вслух, приборы отмечали активность нейронов в тех участках моторной коры, которые связаны с деятельностью мышц, порождающих речь. Слуховая кора и зона поблизости от нее, которую и до этого долго считали участвующей в процессах речи (так называемая область Вернике), также активизировались именно в эти моменты.

Когда испытуемых просили мысленно представить себе эти слова, но не произносить их вслух, моторная кора оставалась неактивной. Но вот что странно: даже когда испытуемые безмолвно «воображали» слова, у них оказывались активны и слуховая кора, и область Вернике. Каким-то образом сама мысль о том, что вы слышите или произносите слово, заставляла эти зоны мозга прямо-таки вспыхивать активностью. И хотя было неясно, почему эти зоны активны, что они при этом делают и что это означает, эти предварительные и приблизительные результаты положили хорошее начало исследованиям. Экспериментаторы выяснили: когда испытуемые мысленно говорят, у них в мозгу происходит нечто такое, что можно обнаружить с помощью приборов.

Шмайссер представил данные, полученные Шальком, всё той же армейской комиссии — и попросил ее выделить финансирование на официальный проект по созданию реального шлема для чтения мыслей. Это устройство виделось ему как переносной интерфейс между сознанием человека и машиной. Будучи активированы, сенсоры, расположенные внутри шлема, принялись бы сканировать тысячи мозговых волн, колеблющихся в голове солдата, а микропроцессор с помощью программы распознавания паттернов расшифровывал бы эти волны, переводя их в определенные фразы и слова. Получившееся послание затем передавалось бы по радиосвязи на приемник, который транслировал бы их через наушник другому бойцу. Можно было бы и слушать эти слова через динамик — где-нибудь на далеком командном посту. В общем, это открывало возможности, которые легко себе представить:

— Берегись! Противник справа!

— Срочно пришлите медэвакуаторов!

И прочее в том же роде.

На сей раз комиссия согласилась с предложением без особых споров. Чтобы максимально повысить шансы на успех, Шмайссер решил распределить армейское финансирование, которое он добыл, между двумя университетскими группами. Первую команду возглавил Шальк, и она ориентировалась на более инвазивный подход: задействуя метод ЭКоГ, вставляла электроды внутрь черепной коробки добровольцев. Руководить второй группой стал Майк д’Змура, специалист по когнитивным исследованиям из Калифорнийского университета в Ирвайне. Эта группа планировала использовать обычную электроэнцефалографию (ЭЭГ), неинвазивную технологию сканирования мозга, куда более подходящую для создания реального мыслительного шлема.

Именно участник второй команды, известный нейрофизиолог из Нью-Йоркского университета по имени Дэвид Пёппель, сделал следующий большой шаг по части усовершенствования методологии исследований. Сегодня он готов признаться, что поначалу, в 2008 г., сидя в своем кабинете на втором этаже факультета психологии, он понятия не имел, с чего начинать. Перед этим он уже успел поучаствовать в разработке детальной модели систем распознавания звучащей речи. Об этой модели писали во многих учебниках, но она совершенно не позволяла понять, как измерить нечто воображаемое.

Пёппель подумал: больше ста лет такие эксперименты с речью следовали одному и тому же нехитрому плану. Попросите испытуемого послушать определенное слово или фразу. Количественно измерьте его реакцию на это слово или фразу (например, сколько у него уходит времени на то, чтобы повторить услышанное). А затем покажите, как эта реакция связана с активностью его мозга. Аналогичным образом измерить параметры внутренней, воображаемой речи было куда сложнее: одна случайная мысль могла сбить с курса весь эксперимент.