она успела заскучать.
Именно благодаря этому Кэти — идеальный испытуемый для исследователей, которым нравится придумывать всякие интересные задания и напрямую наблюдать, как человеческий мозг справляется с ними. Наблюдения проводятся с таким уровнем детализации, которого пока мало кому удавалось достичь.
За последние годы Шальк (как ни невероятно это звучит) ухитрился научить подростков-эпилептиков, прикованных к постели и изнывающих от скуки, мысленно пробираться по запутанным лабиринтам видеоигры «Doom», расстреливая попадающихся на пути монстров и при этом даже не прикасаться к джойстику. Исследователь обучил пациентов «набирать» определенные буквы и даже целые слова на клавиатуре, а также отправлять электронные письма — совершенно не двигая кистями и пальцами рук.
А некоторые исследователи пошли даже дальше. В 2012 г. женщина с парализованными руками и ногами, работавшая со специалистами из Питтсбургского университета, с помощью своих же мыслей, подхваченных электродами, сумела добиться, чтобы механическая рука специального робота поднесла ей ко рту шоколадный батончик, от которого пациентка затем откусила. Но предстоит, еще много работы, прежде чем эти демонстрационные проекты по-настоящему станут повседневной реальностью.
«Да, сегодня вы и вправду видите, как люди силой мысли управляют роботехническими руками, — говорит Джонатан Уолпоу, наставник Шалька. — Но мы еще даже не приблизились к тому, чтобы вывести эти устройства за пределы лаборатории. Сейчас еще не существует НКИ, который вы захотели бы использовать для управления инвалидным креслом на краю обрыва или для того, чтобы вести машину в плотном потоке. А пока такого не произошло, использование подобных приборов будет очень ограниченным. Вероятно, такая ситуация сохранится и в ближайшем будущем».
Но Шальк стал горячим пропагандистом этой технологии с тех самых пор, когда узнал о существовании ЭКоГ. В ноябре 2006 г. он посетил трехдневную конференцию по «умным протезам», проходившую в калифорнийском Ирвайне. К большому неудовольствию многих присутствующих, во время одного из заседаний он встал и начал распространяться о чудесах ЭКоГ. Заявив, что он может выуживать из мозга информацию, не пробуриваясь в его глубины (и эта информация могла бы позволить обладателю мозга перемещать курсор, играть в компьютерные игры и даже шевелить конечностью-протезом), Шальк атаковал «могучую догму, которая давно укоренилась в нейрофизиологии: мол, единственный способ выяснить, как работает мозг, состоит в записи импульсов отдельных нейронов», отмечает Эльмар Шмайссер, армейский ученый, который в тот день находился в зале.
Многие из сидевших в зале вообще отвергли шальковские находки как ересь и обрушились на них с критикой, заявив: лишь имплантируемые электроды такого типа, который применяли Хьюбел с Визелем, Георгопулос, Фец и Кеннеди, обеспечивают достаточно стабильный доступ к сигналу, чтобы их можно было успешно применять на практике.
Но самого Шмайссера очень воодушевили слова Шалька. В Управлении научных исследований американской армии он отвечал за продвижение и контроль некоторых проектов и приехал на конференцию с мыслью о том, как приспособить НКИ для использования его подопечными. Речь шла не об инвалидах (и уж совершенно точно не о страдающих БАС), а о вполне здоровых военнослужащих обоего пола. Шмайссер искал способы не восстановить утраченную функцию, а расширить возможности уже существующей.
И вот он услышал, как Шальк живо описывает какую-то малопонятную технологию, которая, как утверждает этот специалист, дает доступ к громадной популяции нейронов в режиме реального времени, причем размеры этой популяции намного превосходят размеры той крошечной группы нейронов, которую ученые традиционно изучают с помощью метода однонейронной записи. Кроме того, метод, описываемый Шальком, явно требует значительно менее радикального хирургического вмешательства.
Шмайссер, высокий отставной полковник с намечающейся лысиной, в очках, с шеей, имеющей диаметр молодого дерева, был своего рода возрожденческим универсалом, чьи интересы простирались весьма далеко и широко. Он защитил кандидатскую по физиологии зрения, он имел довольно серьезные пояса по карате, дзюдо, айкидо и японскому бою на мечах. Но, что в данном случае важнее всего, он всегда с жадностью читал научную фантастику. Одним из его любимых авторов был Эдвард Элмер Смит (публиковавшийся как «Док Э. Э. Смит»). В своем классическом романе
«Космический жаворонок» (вышел в виде книги в 1946-м, печатался в журнале Amazing Stories еще в 1928-м) автор описывает шлем, способный улавливать внутреннюю речь и передавать ее другому человеку: Смит назвал его «мыслительным шлемом». С восьмого класса школы Шмайссер мечтал, что когда-нибудь смогут создать прибор, умеющий читать мысли человека (фразы, которые человек представляет себе, однако не произносит вслух) и затем каким-то образом транслировать их другому.
Шмайссер вспоминает: когда он услышал Шалька на этой конференции, ему показалось, что «всё это внезапно стало возможно».
А вот Шальк прежде не рассматривал возможность расшифровки внутренней речи. Он и слыхом не слыхивал о мыслительном шлеме. Но когда после заседания Шмайссер подошел к нему и поделился своими идеями, они заинтриговали молодого австрийского ученого. Отставной полковник предложил: он мог бы выбить финансирование на такой проект, если только проект позволит как-то продвинуться на пути к достижению его конечной цели — созданию совершенно неинвазивного мыслительного шлема.
* * *
Нужна особая храбрость, чтобы выйти на трибуну перед залом, полным начальников научных отделов, математиков, специалистов по физике элементарных частиц, химиков, экспертов по информатике, пентагоновских генералов, и с невозмутимым видом попросить их дать зеленый свет проекту, направленному на развитие телепатического общения.
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 исс