Поможет ли нейроинтерфейс тем, кто не может говорить после инсульта

Нейробиолог, профессор мехмата МГУ, главный научный сотрудник Института эволюционной физиологии и биохимии имени Сеченова Михаил Лебедев исследует кору полушарий головного мозга и разрабатывает нейроинтерфейсы - технологии, позволяющие связать мозг и компьютер. Михаил был одним из 400 экспертов и слушателей, которые собрались в УрФУ на V Международном форуме по когнитивным нейронаукам Cognitive Neuroscience-2022. Мы воспользовались его приездом в Екатеринбург, чтобы узнать, как нейроинтерфейс поможет восстановить или заместить утерянные функции организма.

О каких именно функциях идет речь?

Михаил Лебедев: О самых разных. Нейроинтерфейсы могут быть задействованы даже в стимуляции кровообращения, ведь сосуды сужаются под воздействием симпатической нервной системы, значит, их можно контролировать. А достаточное снабжение тканей кислородом - самое главное для стареющего мозга.

Над чем вы сейчас работаете?

Михаил Лебедев: Мы разрабатываем интерфейс, который работает через обонятельный канал - через запахи. Обычно обоняние используется не очень активно. Мы осознаем его значимость, когда оно теряется. Человеку некомфортно, если он не может отличить испорченную пищу от свежей, не чувствует запах дыма и так далее. У многих обоняние ухудшается с возрастом, потеря его может быть ранним признаком болезни Альцгеймера или Паркинсона. Наш прибор помогает тренировать обоняние, а вместе с ним весь мозг, в определенной степени восстанавливаются даже когнитивные функции. Существует опытный работающий образец, теперь необходимо наладить серийное производство, этим займутся в Сколковском институте науки и технологий.

Михаил Лебедев: Сейчас мы разрабатываем интерфейс, который работает через обонятельный канал - через запахи. Фото: Ольга Медведева/РГ

Какие еще нейроинтерфейсы существуют?

Михаил Лебедев: Большая группа связана с извлечением информации из мозга. На основе этих технологий можно, например, смоделировать детектор лжи. Но особенно эффективно использовать их в медицине. Скажем, человек с травмой спинного мозга не может двигать ногой, но головной мозг как управляющий центр вполне жизнеспособен. Мы получаем сигнал непосредственно из мозга, направляем его на протез или экзоскелет - и нога начинает работать.

Насколько я понимаю, дело уже дошло до практического применения.

Михаил Лебедев: В Бразилии группу людей с травмой спинного мозга тренировали с использованием интерфейсов, запускающих экзоскелет. За год у многих из них восстановилось движение ног. Очевидно, оставались какие-то нервные волокна, и они заработали.

Если человек не может говорить из-за травмы, инсульта, как ему может помочь нейроинтерфейс?

Михаил Лебедев: Важно, что именно поражено. Если речевая зона мозга - надежда есть. Если выключена зона Брока, которая является премоторной областью для речи, из мозга ничего не считаешь. Но можно использовать смежные области и таким образом попытаться восстановить функции. Причем есть варианты - фиксировать мысленное проговаривание текста или попытку двигать голосовыми связками. Последнее эффективнее. Слов много, и то, как мы их задумали, трудно поддается считыванию. Другое дело - желание активировать голосовые связки. На основе команды модулируется звук.

Наверное, таким образом реально восстановить общение с полностью обездвиженными людьми…

Михаил Лебедев: Да! Самый эффективный метод - дать им некий внешний стимул и посмотреть, как мозг на него отвечает. Потом предложить другой стимул… Переводя внимание с одного объекта на другой, человек получает способность коммуницировать. Скажем, он видит перед собой клавиатуру, смотрит на букву "А", буква мигает. Так появляется возможность напечатать текст.

Когда, по вашему мнению, полностью парализованный человек сможет вести полноценный образ жизни с помощью нейроинтерфейсов?

Михаил Лебедев: Лет 5-6 назад одному американцу имплантировали устройства, помогающие действовать парализованной рукой. А то, о чем вы говорите, ждет нас через 5-10 лет. На первом этапе будут создавать не моторные протезы, а сенсорные. И мы подозреваем, что с их помощью захотят стимулировать центры удовольствия и мотивации.

Как быть с опасностью внешнего контроля - за настроением, мыслями?

Михаил Лебедев: Пока она для нас неактуальна, но философы рассматривают эту проблему. Приведу курьезный пример. Я много работал с приматами. Обезьяне в мозг вживили электрод, и я узнал, что она замыслила. У нее была задача действовать в зависимости от того, какая лампочка загорелась. И по активности нейронов я увидел, что она задумала неверное движение - еще до его совершения.

А можно увидеть картинки из снов?

Михаил Лебедев: Такие эксперименты проводятся. Но пока все работает неидеально. Например, в крысином варианте: крыса бегает по лабиринту, а мозг у нее устроен так, что в каждой точке маршрута возникает уникальная активация нейронов. Крыса засыпает, и мы видим по приборам, что во сне нейроны двигают ее по тому же маршруту. Помните фильм "Аватар": ученые подключают устройство к мозгу - и человек уходит в метавселенную, бегает по джунглям. В реальном мире мы отстаем, но основные базовые элементы выполнены.

Техника устаревает, ломается. Выходит, вы вживляете в человека что-то ненадежное и недолговечное?

Михаил Лебедев: Пока ничем серьезным мозг не нагружают. Например, при болезни Паркинсона имплантируют глубокий стимулятор, но это несколько проводочков со стимулирующими точками. Единственное, что необходимо делать, - менять батарейку, расположенную в области груди. А когда устройства станут более продвинутыми и потребуется подключить к мозгу миллион проводочков, могут возникнуть проблемы обновления, старения и поломок.