Однако в воображении писателей гипотетический научно-технический прогресс не останавливался. В 1984 году был опубликован роман Уильяма Гибсона «Нейромант» — в нем люди массово пользуются кибернетическими имплантами, которые делают их сильнее, выносливее, улучшают рефлексы, память, скорость мыслительных процессов и т. д. По факту такой «гибрид» является уже не вполне биологическим существом — это новая ступень эволюции. Гибсон заложил основы целого научно-фантастического жанра под названием «киберпанк», его книгами в 1980–1990-х годах зачитывались юные гики, которые получали техническое образование и мечтали когда-нибудь воплотить в жизнь эту безумную идею о слиянии человека и компьютера.

В реальном, не фантастическом мире мечты трансформировались в прикладную задачу: восполнить пробелы медицины в реабилитации людей с ограниченными возможностями. «Это направление позволит помочь людям, которые либо из-за врожденных болезней, либо в силу несчастного случая оказались отрезаны от полноценного восприятия мира. Необходимость сделать что-то, что кардинально изменит их жизнь в лучшую сторону, — сильнейшая мотивация для всех ученых», — отмечает Денис Кулешов, гендиректор компании «Нейроимпланты Элвис», открытой на базе лаборатории «Сенсор-Тех» — дочерней организации благотворительного фонда, поддерживающего слепоглухих людей.

Сегодня десятки лабораторий и стартапов занимаются созданием нейрочипов с разным функционалом. В разработке — импланты для считывания данных со зрительной коры головного мозга, позволяющие слепым прозреть; протезы для людей с эпилепсией и болезнью Паркинсона, которые помогут контролировать судороги и тремор. И конечно, устройства для восстановления движения конечностей у парализованных людей: человеку будет достаточно мысленно сформулировать задание, чтобы имплант преобразовал его в команду, поступающую в мышцы.

Рассматривается также возможность применения нейрочипов для поддержания больных с агрессивными мозговыми опухолями: при таких видах рака паралич — неизбежность, так как рано или поздно опухоль разрушает проводящие пути, отвечающие за движение рук и ног.

Экспериментально подтверждено: устройства, вживленные в головы людей, не доставляют им беспокойства. Организм привыкает, ранки зарастают, швы затягиваются. Чип становится неотъемлемой частью мозга

«Как специалист могу засвидетельствовать: чем больше степень неподвижности больного при онкологии, тем меньше шансов, что он выживет. Если человек уже окончательно слег, функции его организма одна за другой отключаются — и пациент в течение не очень продолжительного срока умирает. И наоборот: если больной сохранил хотя бы частичную подвижность, если он способен хоть как-то передвигаться и мало-мальски себя обслуживать, общаться с окружающими, то он далеко еще не потерян. Сравнивая двух людей с опухолями одинаковой величины, один из которых слег, а второй — нет, сразу можно сказать, что первый проживет более короткую жизнь, а вот второй еще может побороться», — объясняет нейрохирург Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. ак. И. П. Павлова Олег Острейко.

Эволюция нейрочипов

Как и многие перспективные технологии, на начальном этапе развития нейрочипирование буксовало. Первый интерфейс «мозг — компьютер» представила американская компания Cyberkinetics еще в 2004 году: это была система BrainGate, с помощью которой в моторные зоны мозга вживлялись датчики, преобразующие желания пациента в команды на протез и контролирующие его активность. Людям удавалось совершать довольно сложные движения своими электронными конечностями и перемещать курсор по экрану силой мысли. Но в реальности это было чем-то вроде орудия пыток. Технология BrainGate требовала сложной нейрохирургической операции, громоздкого оборудования и зачастую имела негативные последствия для здоровья пациентов. Человеческий организм отторгал электроды и датчики — слишком крупные и довольно грубо внедренные, каналы зарастали и блокировали контакты. Компания-разработчик так и не смогла довести проект до ума и продала его корпорации Microsystems, которая тоже не добилась стопроцентного успеха.

За последующие двадцать лет прорывов в экспериментах с мозговыми имплантами было не так много, но в лабораториях по всему миру продолжалась кропотливая работа. Сегодня уже многие научные проекты готовы представить результаты — гораздо более впечатляющие, чем на заре развития направления.

Нейрочипы, которые испытывают in vivo, теперь совсем маленькие — размером с монету. Электроды, с помощью которых их соединяют с мозговой тканью, тоже стали филигранными и напоминают отростки настоящих нейронов. Их изготавливают из биосовместимых материалов, как правило на основе углеродных нанотрубок или электропроводящего углеродного волокна, — это позволяет обеспечить подачу импульсов на нервы, не повреждая их, а лишь раздражая за счет создаваемого электрического поля.

Кроме того, нейрохирурги отработали операции по проникновению внутрь черепной коробки. Сейчас достаточно сделать небольшой разрез на коже головы и высверлить фрезевое отверстие в конкретном месте, определенном по данным МРТ-снимка мозга и показателям нейронавигационной станции. Вездесущий Илон Маск, визионер в этой области, утверждает, что операция безболезненная и даже не требует наркоза, в его компании Neuralink такие манипуляции проводят роботы.

Совершенствуется и эргономика устройств: разработчики стремятся к тому, чтобы носители нейрочипов не ощущали дискомфорта от присутствия инородного тела, а по их внешнему облику никто бы не догадывался о существовании протеза в мозге.

«По результатам экспериментов, проведенных в других странах, мы знаем, что устройства, вживленные в головы людей, не доставляют им никакого беспокойства. Организм привыкает, ранки зарастают, швы затягиваются. То есть пациент может каждый день использовать своей имплант, практически о нем не вспоминая», — рассказывает Денис Кулешов.

Заряжают сегодняшние нейрочипы беспроводным способом — торчащие из головы провода заведомо исключаются. Например, имплант, который разрабатывает компания Илона Маска, питается от магнитного интерфейса — своеобразного обруча для головы, похожего на Apple Watch. Такого заряда хватает на весь день.

О безопасности нейрочипирования ученые говорят оптимистично, хотя технология еще не проходила масштабных клинических исследований. Небольшой разрыв тканей мозга в месте внедрения импланта сейчас не считается критичным, а все доработки существующих экземпляров в лабораториях в основном направлены на повышение эффективности связей электродов с нейронами и создание наиболее удобного для пациента нейроинтерфейса.

Первые эксперименты

Neuralink успешно протестировала нейрочипы на свиньях и макаке — последняя даже научилась играть в видеоигры. А весной прошлого года компания впервые провела клинические испытания: вживила имплант в мозг парализованного после аварии 29-летнего Нолана Арбо. Нейроинтерфейс — прикрепленная за ухом капсула-приемник, от которой к мозгу идут полторы тысячи нитевидных электродов, — позволяет пациенту силой мысли управлять смартфоном и компьютером, а через них — практически любым устройством. После этой операции безрадостная жизнь Нолана стала куда ярче, у него даже появилось новое хобби — компьютерные шахматы.

Второй участник эксперимента за несколько минут научился перемещать курсор компьютерной мыши, а на второй день смог работать в программе Fusion 360 для CAD-моделирования. Кроме того, он стал использовать чип для видеоигр, «подсев» на шутер Counter-Strike.

На 2025 год компания запланировала десятки операций по вживлению мозговых имплантов, что, вероятно выведет технологию нейрочипирования из статуса экспериментальной.

С образцами нейрочипов экспериментируют и другие стартапы, в которые инвестируют Марк Цукерберг, Билл Гейтс, Джефф Безос, а также минобороны США и правительство Австралии. Компании создают различные системы по транслированию мыслей и передаче их на гаджеты для полностью обездвиженных людей — или даже для обычных, которым хочется, не вынимая руки из карманов, печатать большие тексты на смартфоне с фантастической скоростью.

О грядущем прогрессе говорят и в Китае. В начале прошлого года коллектив исследователей из Университета Цинхуа сообщил о создании мозгового импланта, посредством которого удалось вернуть подвижность руки давно парализованному пациенту — вплоть до того, что тот сумел впервые за четырнадцать лет с момента инвалидизации поднести стакан с водой ко рту. При этом китайские ученые настаивают, что их устройство менее опасно для тканей мозга, чем творение Neuralink, поскольку он не разрушает часть нервных клеток в месте установки, а накладывается поверх нервной ткани — в эпидуральное пространство между мозгом и черепом. Датчик протеза оборудован высокочастотной антенной для передачи питания и блоком управления. А передатчик сигналов мозга на смартфон смонтирован на внешней стороне черепа, что, впрочем, можно считать и недостатком, разрушающим привычную эстетику человеческого облика.

Российские разработки

В нашей стране к прорыву близка некоммерческая лаборатория «Сенсор-Тех», учрежденная благотворительным фондом «Со-единение», который занимается помощью слепоглухим. Совместно с Институтом высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Российским техническим университетом МИРЭА, Сеченовским университетом, Научным центром неврологии и Национальным медицинским исследовательским центром оториноларингологии компания разработала технологию ELVIS V, которая претендует на статус первого в мире нейрочипа для восстановления зрения.

ELVIS-V состоит из трех элементов: импланта, который устанавливается в мозг, обруча с видеокамерой и датчиками, который пользователь будет носить на голове, и небольшого блока обработки данных. «Сама матрица электродов расположена в импланте — это тонкая, как целлофан, пластинка с большим количеством электрических окончаний, сделанных из платины. Она укладывается непосредственно на зрительную кору головного мозга и фактически к ней прилипает. Видеокамера принимает сигнал, электроника его обрабатывает, после чего информация подается на электроды, которые стимулируют зрительную кору мозга. Принцип электронного зрения построен на фосфенах — зрительных ощущениях, возникающих у человека без непосредственного воздействия света на сетчатку глаза. В данном случае фосфены получаются путем электрического возбуждения нейронов зрительной коры. В мозге пациента возникает ощущение вспышек. Упрощенно эти вспышки можно уподобить пикселям, которые складываются в единое изображение. Пациент с ELVIS-V будет видеть четкие контуры окружающих его предметов, но пока не так, как обычный человек: к примеру, он увидит дверь, но не ее цвет», — констатирует Денис Кулешов.

Сертифицированных мозговых имплантов, позволяющих вернуть человеку зрение, пока нет. Это очень сложная инновационная технология, и российский стартап соревнуется в данной области со многими иностранными коллективами, в том числе с Neuralink Илона Маска.

«Сенсор-Тех» близок и к созданию импланта для восстановления слуха — ELVIS С. Принцип работы таких устройств хорошо изучен и уже реализован в изделиях зарубежных производителей: тонкие электроды вводятся во внутреннюю улитку уха и стимулируют ее клетки, а далее через слуховой нерв сигнал передается в мозг.

Людям с болезнями Паркинсона и Альцгеймера поможет имплант ELVIS DBS, электроды которого проникают глубоко в мозг (deep brain stimulation). Он также основывается на уже известных решениях, которые применяются в мировой медицинской практике. «Пациенты с нейродегенеративными заболеваниями часто испытывают проблемы с тремором, мешающим качественной и спокойной жизни. Если внедрить им в мозг импланты — по сути, трубочки с электродами — в область груди вшить стимулятор (электронный блок с батарейками) и подобрать индивидуальные программы стимуляции для нужных отделов головного мозга, мы сумеем погасить тот бесконечный сигнал тремора, что все время поступает в конечности», — поясняет Денис Кулешов.

В марте стало известно, что компания «Нейроимпланты Элвис» привлекла 305 млн рублей от венчурного фонда «Восход» (якорный инвестор — группа «Интеррос»). «Развитие нейроинтерфейсов, исследуемых с 1970-х годов, сегодня подошло к стадии, когда их коммерческое применение становится ближайшей перспективой благодаря современным достижениям в ИТ, медицине и электронике. Для нас важно, что компания уже имеет продукты, готовые к выходу на рынок в ближайшие годы, и одновременно развивает перспективные решения, применимые не только для реабилитации, но и в целом для расширения возможностей человека», — комментирует управляющий партнер фонда «Восход» Руслан Саркисов.

Печатать нейроимпланты на 3D-принтере планирует группа ученых из СПбГУ под руководством профессора Павла Мусиенко. Их продукт, чип NeuroPrint, пока существует в виде лабораторного образца — небольшой матрицы из силикона, которая покрыта электропроводящими элементами и по фактуре напоминает наружную соединительнотканную оболочку мозга. Такой нейропротез предназначен для восстановления двигательной функции человека, может создаваться персонально для каждого пациента прямо в клиниках и устанавливаться как в спинной, так и в головной мозг. К настоящему времени интерфейс протестирован на рыбках данио-рерио и низших млекопитающих, сейчас ведутся эксперименты на приматах.

Наконец, широко известный в России производитель бионических протезов «Моторика» работает над тем, чтобы придать своим изделиям «ощущаемость»: обладатель такого протеза должен чувствовать, как искусственная конечность прикасается к разным предметам. Для этого в комплексе с элементами экзоскелета создаются нейростимуляторы.

Со временем появятся разные виды имплантов, позволяющие улучшить разные функции нашего организма. Но надо понимать, что это изделия высокого уровня риска, которые так просто из тела не удалишь

«Здесь нам еще предстоит пройти большой путь, поскольку на данный момент ощущения, получаемые через протез и специальные тензометрические датчики, сильно отстают по скорости передачи от тех, что приходят по естественным рецепторам от пальцев. Поэтому мы сейчас работаем над электродами и стимулятором собственной конструкции, которые позволят создавать ощущения, которые, как я надеюсь, будут очень похожи на естественные», — рассуждает руководитель департамента нейротехнологий «Моторики» Юрий Матвиенко.

Сенсацию готовит российская биотех-лаборатория Neiry совместно с учеными из МГУ: в ноябре 2024 года она показала Пифию — лабораторную крысу, в мозг которой внедрен чип с чат-ботом GPT. Пифии можно задать любой вопрос, а ИИ подскажет ей верный ответ с помощью электрической стимуляции мозга. Отвечает она, нажимая на одну из кнопок — «да» или «нет». В будущем такой интерфейс можно будет имплантировать человеку, расширив содержащуюся в его мозге базу данных. «С точки зрения нейрофизиологии этот эксперимент понятен, он призван, скорее, проверить качество работы созданных нами электродов и электроники. Кроме того, мы хотели продемонстрировать концепцию объединения естественного и искусственного интеллекта. В планах у нас гораздо более сложные и интересные идеи по взаимодействию ИИ и мозга», — делится Василий Попков, руководитель лаборатории разработки инвазивных нейроинтерфейсов Института искусственного интеллекта МГУ.

Этот эксперимент уже выходит за пределы стандартных медицинских приложений, но ученые и не обещали ими ограничиваться. Тот же Илон Маск определил долгосрочную цель Neuralink как улучшение пропускной способности нейронных связей головного мозга.

Исследования Калифорнийского технологического института показали, что человеческий мозг обрабатывает данные со скоростью примерно 10 бит в секунду. Это чрезвычайно низкий показатель, учитывая, что наши сенсорные системы собирают информацию со скоростью около миллиарда бит в секунду. Маск размышляет о возможности обрабатывать куда больше информации, чем сейчас, если усилить и ускорить мыслительные процессы. По его мнению, человек с таким суперинтеллектом получит совершенно новый опыт и станет «сверхчеловеком».

В общем, страшилки о массовом чипировании жителей планеты, распространившиеся еще в пандемию, имеют под собой некоторые основания. «Возможно, со временем появятся разные виды имплантов, позволяющие улучшить те или иные функции нашего организма. Но надо понимать, что это изделия высокого уровня риска, которые так просто из тела не удалишь, — значит, они должны отличаться крайне высокой надежностью», — отмечает Юрий Матвиенко.

Нейроэтика

Возникают и вопросы этического плана, так как тема вживления имплантов в мозг человека остается чувствительной для общества. Это подтверждают и опросы ВЦИОМ, правда пятилетней давности: 77% россиян тогда высказали отрицательное отношение к этой процедуре; 35% опасались, что чип может быть применен для слежки, контроля и вмешательства в частную жизнь; 16% полагали, что он может негативно влиять на здоровье. Не развеяны сомнения и иного рода: останется ли человек прежним, сможет ли сохранить свою самость, личность, если часть функций его мозга возьмет на себя компьютер?

Наибольшую тревогу вызывает эксплуатация нейрочипов, предназначенных для повышения IQ здоровых людей. Если такие операции начнут проводиться, то, по мнению главы практики цифрового права Seamless Legal Вячеслава Елтовского, потребуется раздельный подход при сравнении результатов умственной деятельности, которая влечет юридические последствия: например, на вступительных экзаменах в образовательное учреждение, соревнованиях по шахматам и в любых других случаях, когда чип может дать значительные преимущества. Будут также возникать вопросы о том, кому принадлежит интеллектуальная собственность, созданная с помощью мозга-компьютера. И конечно, страхи по поводу возможности «залезть в голову» человеку с чипом, что приведет к негативным последствиям с точки зрения его свобод, вполне обоснованы.

Вывод очевиден: необходимо контролировать развитие технологий нейрочипирования и регулировать сферу их применения. Но ни в США, ни в Китае, ни в России, где проводятся многообещающие эксперименты в этой области, законы в этой области пока не приняты.

У нас, вероятно, это скоро произойдет — и в основу регуляторики по нейрочипам лягут положения первого отечественного проекта нейроэтики, разработанного группой российских нейрофизиологов в 2024 году. Он включает в себя положения о безопасности пациентов и пользователей (эту сферу возьмет под контроль государство), доступности нейротехнологий (их сможет получить любой пациент по назначению врача), недопущении ограничения человека в его правах и свободах посредством нейродевайсов.

Кроме того, авторы проекта предлагают для всех случаев применения имплантов предусмотреть ответственность сторон: производителя, продавца, медицинского учреждения и врача, пользователя. Должны быть прописаны и механизмы страхования рисков пациента.

В законе необходимо четко указать, что устанавливать, удалять и обслуживать инвазивные нейротехнологические устройства могут только те организации, которые имеют соответствующую квалификацию и право на осуществление медицинской деятельности. Вероятно, будет гарантирована автономность приборов: в своих базовых комплектациях они будут работать без подписок и независимо от интернета. 

Исходя из этого в ближайшие годы одобренной целью развития технологий нейрочипирования должно стать создание нейроинтерфейса для лечения нейродегенеративных заболеваний и облегчения жизни людям, страдающим от полной или частичной парализации. Для 3,5 млн россиян такие импланты могут стать четвертым опорным компонентом жизни — после воздуха, воды и еды.