А в 2018 году свой отчет опубликовала группа ученых под руководством Майкла Каханы, директора Лаборатории вычислительной памяти в Пенсильванском университете. Вместо гиппокампа они решили стимулировать другую область мозга, где закодирована память, – левую височную долю коры. А вместо того чтобы шарахать по мозгу разрядами тока, в чем, собственно, и состоит стимуляция по обычному методу, группа Каханы сначала зафиксировала электрическую активность в височной доле у участников эксперимента, когда те выполняли тесты на запоминание.
В итоге выявились два оригинальных шаблона колебаний электрических волн: «сообразительный», когда участники справлялись с заданиями теста относительно хорошо, и «туповатый», когда результаты получались чуть хуже. Затем ученые с помощью электродов воспроизводили «сообразительный» шаблон, в то время как испытуемые выполняли другой тест, и всякий раз обнаруживали 15 %-ное улучшение запоминания тестового материала.
Возможно, 15 %-ный результат выглядит не слишком впечатляюще, но он равнозначен объему потери памяти у больного Альцгеймером за два с половиной года.
«В обобщенном виде, – заключает статья Каханы, – эти результаты позволяют предположить, что системы, подобные нашей, подсказывают терапевтический подход к лечению дисфункции памяти».
Такого рода операция на мозге для всех 5,7 миллиона американцев с Альцгеймером на повестке дня не стоит, учитывая, что в общей сложности за год в США проводится менее миллиона нейрохирургических операций всех видов. Потому-то столь привлекательной выглядит терапия с внешней электростимуляцией, не требующая оперативного вмешательства.
Победить паралич
Другие типы мозговых имплантов применяют для восстановления двигательной функции и чувствительности у парализованных вследствие травм спинного мозга. Эти устройства называются нейропротезами и действуют в обход поврежденного участка спинного мозга: принимают сигналы головного мозга, означающие конкретное движение, и передают непосредственно нервным волокнам, контролирующим соответствующие мышцы конечности.
Одно из самых многообещающих устройств такого рода, BrainGate[136], недавно попало в заголовки СМИ благодаря чрезвычайно успешному применению у одного 53-летнего пациента, тело которого было парализовано от плеч и ниже. Через восемь лет после того, как в результате аварии на велосипеде он утратил подвижность конечностей, ему вживили два электрода в двигательную кору мозга и еще 36 – в руку. Сигналы от мозга ловил и передавал мышцам руки прибор BrainGate. После года упражнений мужчина приобрел достаточную сноровку, чтобы протягивать руку и производить сжимающие движения, смог есть с помощью столовых приборов, пить из чашки и почесываться.
Учитывая, что испытываемые руками, ногами, пальцами и телом ощущения производят настройку наших движений, придавая им требуемую точность, чрезвычайно важно вернуть их чувствительность, ведь только так мы сможем добиться восстановления естественности движений. Невероятно, но и этот рубеж удалось преодолеть. Ученые из Чикагского университета, Университета Кейс Вестерн Резерв, Пенсильванского и ряда других сконструировали два микроэлектродных массива, каждый размером меньше ластика на кончике карандаша, но ощетинившийся 32 крошечными электродами. Устройство испытывалось на 28-летнем добровольце по имени Натан Коупленд[137], у которого после автомобильной аварии в 2004 году парализовало и руки, и ноги. Ему вживили микроэлектронные массивы в том месте теменной доли, где мозг обрабатывает осязательные ощущения от указательного пальца и мизинца. Затем микроэлектроды были подключены к сенсорам протезированной конечности (руки).
Первое время Коупленд ощущал спонтанные покалывания в пальцах протеза. Но уже через несколько недель чувствовал, когда до них дотрагивались или надавливали на них.
«Я чувствую почти каждый палец – ощущение очень странное, – рассказывал Коупленд. – Иногда покалывает, как от слабого тока, а иногда как будто что-то давит, но по большей части достаточно точно могу различать почти все пальцы. Впечатление, словно их трогают или пожимают».
И хотя двусторонний интерфейс «мозг – компьютер» пока представляется чем-то из области научной фантастики, это просто следующий шаг к бионическому будущему.
От мозгового ствола в основании черепа отходят 12 особых нервов, называемых черепными. Они выходят из мозгового отдела черепа в лицевой части и обеспечивают обоняние, зрение, слух и вкусовые ощущения. Все это парные нервы, и десятую пару прозвали «блуждающим нервом» из-за того, что он единственный из 12 отваживается покинуть пределы костного каркаса головы, чтобы спуститься в область сердца и легких. Выходя из крошечного отверстия в основании черепа, блуждающий нерв направляется в шейный отдел, упрятываясь между каротидной артерией и яремной веной. Если его рассечь, в поперечном разрезе вы увидите волокна, называемые эфферентными (или центробежными), поскольку они «экспортируют» нервные импульсы из мозга в грудину. Это половина нервных волокон, используемых мозгом для контроля частоты сердцебиения в период стресса или покоя; если конкретнее, именно эти нервные волокна активируются в состоянии покоя. Они же, что неудивительно, открывают буддийским монахам дорожку, следуя по которой те путем многолетних упражнений научаются силой мысли снижать частоту собственных сердцебиений.
Однако менее известно, что блуждающий нерв – это своего рода улица с двусторонним движением. Кроме «экспорта» сигналов мозга, блуждающий нерв через свои афферентные нервные волокна (противоположность эфферентным, то есть центростремительные) «импортирует» назад в череп сигналы от сердца и легких, неся восходящий поток информации, который требует от мозга перейти в более спокойное, умиротворенное состояние. И к вашему сведению, волокнами блуждающего нерва можно манипулировать и даже подчинять их своей воле. Как? Интенсивно практикуя внимательное дыхание. Оно способно унимать электрические колебания и острые реакции на стрессы в вашем мозге посредством активации тонуса блуждающего нерва. В нейробиологии это называется «перезагрузкой сети». Так вот, несмотря на растущую популярность вживления в мозг разных катетеров и проводков, мы должны помнить, что нам от рождения дана базовая способность видоизменять в нужную сторону мысли и чувства; по сути, это уже встроенная в каждого технология. Я не говорю, что бедняга Рэймонд непременно смог бы одним только медитативным дыханием облегчить навязчивое желание капать в глаза визин; и разумеется, никаким дыханием Натан Коупленд не смог бы восстановить чувствительность парализованных пальцев. Но утверждаю, и решительно, что мощь человеческого мозга ни в коем случае нельзя недооценивать.
Илон Маск потратил 27 миллионов долларов из собственного кармана, чтобы основать компанию Neuralink. На их минималистском сайте есть заявление[138]: «Neuralink разрабатывает сверхвысокоскоростные интерфейсы “мозг – машина”, чтобы соединить человека с компьютером». А в Дубае Маск произнес: «Думаю, со временем мы, по всей вероятности, увидим, как биологический интеллект еще теснее соединяется с цифровым. Главным образом, это вопрос пропускной способности, скорости соединения твоего мозга с цифровой версией тебя самого, в особенности производительности».
Блогер Тим Урбан, написавший ряд статей о прорывных идеях и начинаниях Маска, беседовал с ним и о заявленной цели компании Neuralink создать «волшебную шляпу» для мозга. Какое же время отделяет нас от этого революционного достижения? «Полагаю, лет через восемь-десять их уже будут вовсю использовать и люди без нарушения здоровья», – ответил Маск. Пока единственная когда-либо описанная в научной литературе технология прямого обмена данными «мозг – мозг» разработана учеными из Гарварда и испанской компанией Starlab на основе сочетания возможностей электроэнцефалографии с особым типом стимуляции мозга – транскраниальной магнитной стимуляцией. Эта технология – большее, чего удалось достичь в освоении ментальной телепатии[139], но она невероятно заумная и удручающе медлительная: несколько часов ушло на то, чтобы передать единственное слово из четырех букв от мозга одного человека в мозг другого. Крайне сомнительно, что ментальная телепатия станет нашим будущим, а многие задаются вопросом, нужна ли такая технология вообще.
Глава 12. Шок и трепет
В медкарте было указано, что пациентке миссис Чанг 68 лет, последние 40 из которых у нее наблюдается биполярное расстройство, сопровождаемое кататоническим синдромом. Я стоял перед смотровой и читал карту, а также направление от ее психиатра.
Шел 1999-й, третий год моей учебы в медицинской школе, и по программе обязательных для интернов трехмесячных практик по основным медицинским специальностям я как раз осваивал практические азы психиатрии. В тот год нас, студентов, наконец-то допустили к настоящим пациентам.
Психиатрия, вообще-то, специальность странная. Пробирающие истории и искореженные души, которым мало чем поможешь, – такое мнение об этой области медицины бытовало среди студентов. Я и сам навидался больных шизофренией, отказывающихся принимать лекарства; доголодавшихся до анорексии подростков, заключенных, симулировавших безумие, чтобы хоть на несколько деньков вырваться из тюремных застенков, – словом, человечество во всем неприглядном разнообразии. До начала трехмесячной практики по этой специализации я знал о душевных заболеваниях разве что по книгам, а теперь от меня требовалось быть на подхвате у ординаторов и окончивших ординатуру лечащих врачей, избравших своим профилем психиатрию. Этим утром мне поручили оценить состояние пациентки миссис Чанг.