Преподаватель МИЭТ рассказал, можно ли мозг человека заменить машиной

14 декабря в Национальном исследовательском университете МИЭТ прошла лекция преподавателя Ивана Бобринецкого на тему "Как соединить мозг с компьютером". На ней слушатели узнали, как передают мозгу свои сигналы аппараты искусственного слуха и зрения, а также познакомились с проблемами и перспективами совместного направления медицины и электроники, позволяющего осуществлять подобную коммуникацию компьютера и человеческого мозга. Конспект лекции читайте ниже.

• О том, для чего нужен мозг
Мозг и центральная нервная система нужны для того, чтобы отслеживать и измерять сигналы, получаемые от органов чувств. У простейших существ нет центрального мозга. Но есть нервные клетки, от которых они принимают сигналы из внешней среды.
• О первых компьютерах, которыми могли пользоваться только люди с двумя высшими образованиями
Первые компьютеры были чрезвычайно сложны. Требовалось не одно высшее образование, чтобы их создать и с ними разобраться. Сейчас двухлетний ребенок ловко загружает мультики на планшет. Последнее достижение – это интеграция человека и машины.
• О главном отличии между человеком и компьютером
Компьютер работает на электронах. Человек – на ионах.
• О том, зачем соединять человека и компьютер
Чтобы наладить жизнеобеспечение людей с ограниченными возможностями.
• О мозге и системе труб
В XVI-XVII веках мозг рассматривался философами как система труб, в которых протекают знания. Теперь большинство ученых сравнивают мозг с компьютерной системой по обработке информации.
• О регенерации тканей
Фраза "нервные клетки не восстанавливаются" уже неактуальна. Восстанавливаются. Опыты с регенерацией тканей проводили в зарубежных и в российских университетах.
• О том, что можно делать с помощью импульсов головного мозга
В нашем институте, на кафедре биомедицинских систем, научились управлять маленькой машинкой с помощью импульсов головного мозга через ЭЭГ-систему.
• О том, что такое мемристр
Мемристр – это элемент, созданный в 2008 году. Он повторяет функцию нервной клетки.
• О том, какими способностями обладают нервные клетки
Нервные клетки обладают способностью передавать сигнал. Соединение между клетками называется синапсом.
• О людях и киборгах
В мире существуют сотни тысяч киборгов. Например, люди, обладающие встроенными ушными имплантами.
• Об имитации слуха
Имитация слуха давно уже реализована в компьютерной технике с помощью микрофона.
• Об электродах и дырке в черепе
Чтобы внедрить микроэлектрод в ушную раковину, требуется просверлить череп за ухом и ввести электрод на глубину десяти сантиметров. Операция очень сложная и дорогостоящая.
• О безболезненном вводе электродов через дырочку в черепе
В мире ведутся разработки робототехнических платформ, которые позволяют хирургу просверлить дырочку в черепе пациента и безболезненно ввести электрод.
• О зрении и видеокамере
Альтернатива зрению – видеокамера. Матрица состоит из датчиков, которые чувствительны к свету. Свет перерабатывается в электричество на кремниевой матрице и передается в компьютерную систему.
• Об опыте восстановления зрения у мартышек
В глазное яблоко вставляют матрицу. Ее размер может быть несколько миллиметров. От матрицы сигнал переносится в компьютерный процессор, который прикреплен к черепной коробке. И от черепной коробки сигнал преобразуется в электрохимический сигнал и передается непосредственно к нервным окончаниям в мозг.
• Об игольчатой щетке, которая вставляется в мозг
Вертикальные электроды – такая игольчатая щетка, которая вставляется непосредственно в тот участок мозга, который отвечает либо за зрение, либо за слух, либо за поведение при исследовании.
• О разработке микроэлектроники
На маленьком чипе мы можем сделать не только систему интеграции с мозгом, но и систему обработки информации. Это позволит уменьшить размеры аппаратов, которые прикрепляются к черепной коробке.
• О нанотрубках и ДНК
Углеродные нанотрубки – это новый материал, который имеет размер около одного нанометра в диаметре. Нанометр в сто тысяч раз тоньше человеческого волоса. Один нанометр – это диаметр вашей раскрученной ДНК.
• О сигналах в мозгу крысы, больной раком
Дегенеративная клетка – нейробластома, то есть клетка, выделенная из спинного мозга больной раком крысы. Мы пытались исследовать электрический сигнал между этой нервной клеткой и наноэлектродом, состоящим из углеродных нанотрубок. Мы обнаружили, что в области аксона существуют два усиленных светящихся пятна. Это тот самый искусственный синапс, то есть область, где произошел электрохимический контакт между нервной клеткой и углеродными нанотрубками.
• О главном недостатке микроэлектроники
Главная проблема существующих сейчас систем, которые встраивают в мозг при создании искусственного уха или глаза, – это плохая биосовместимость между электродами и нервными клетками. Отторжение неизбежно.
• О компьютерах, сделанных не из кремния
Кремний был популярен 50 лет. Оксид кремния – это песок, на котором мы любим загорать. Его много, из него легко делать кремний. Есть другие материалы, более дорогие. В горячих точках давно используются арсенид-галлиевые, нитрид-галлиевые технологии. Они более стойкие и быстродействующие. Но есть два недостатка – дороговизна и такой компьютер сильно нагревается.
• О том, что человеческий мозг можно заменить
Конечно, наш мозг можно заменить, но все еще большой комнатой, набитой компьютерами.