[285] Лусеро, область, связанную с движением, и держал в руке переключатель, который активировал электрод, когда он нажимал кнопку (как позже признался Дельгадо, однажды произошел сбой в цепи передачи, и быку удалось добраться до него, «к счастью, без каких-либо последствий, кроме хорошего испуга» [88]). Этот драматический эксперимент, запечатленный на пленке, также попал на первую полосу The New York Times, где был описан как «самая впечатляющая демонстрация преднамеренного изменения поведения животных посредством внешнего контроля мозга». Статья не была научной [89], однако поведала нам почти столько же, сколько и предшествующие обширные исследования моторной коры: электрическая стимуляция мозга может производить или останавливать движение. Вдали от внимания общественности Дельгадо признал, что его метод стимуляции мозга – он назвал устройство «стимиосивером» – был «довольно грубой процедурой» [90].
Другие исследователи сделали еще более сильные заявления и вышли далеко за пределы того, что было этичным, даже для того времени. Начиная с 1940-х годов Роберт Хит[286], психиатр из Тулейнского университета в Новом Орлеане, использовал электрическую стимуляцию мозга для лечения пациентов с психическими заболеваниями [91]. Среди них был мужчина-гомосексуалист, известный как Б-19, которого, как утверждал Хит, он «вылечил», стимулируя мозг мужчины, когда тот смотрел на порнографические изображения женщин. Эффективность этого лечения была продемонстрирована, когда психиатр заплатил проститутке за секс с пациентом (процесс был записан) [92]. Хит также работал с шизофрениками, страдающими кататонией[287]: устанавливал им постоянный электрод и портативную батарею, которую они могли использовать, чтобы стимулировать себя, обеспечивая волны удовольствия и облегчение симптомов [93]. Он даже использовал электроды, чтобы обеспечить стимуляцию отвращения с ужасными результатами, когда пациенты корчились в агонии и угрожали убить экспериментатора. Такие эксперименты также снимались на пленку.
Электрическую стимуляцию мозга использовали для лечения пациентов с психическими заболеваниями.
Работа Хита явилась одним из источников повышенного интереса к использованию стимуляции мозга после доклада Джеймса Олдса и Питера Милнера 1954 года, которые работали с Хеббом в Макгиллском университете. Они вживили электроды в септальную область мозга[288] крысы и обнаружили, что животное будет делать все, чтобы продолжать стимуляцию [94]. Несколько лет спустя Олдс сообщил, что крыса будет постоянно нажимать на кнопку, пока это не приведет ее к полному истощению – после двадцати шести часов неистовой деятельности в некоторых случаях [95]. Вознаграждение за стимуляцию мозга, как впоследствии стал известен этот феномен, выявило зоны, связанные с положительным чувством удовлетворения, которое можно вызвать путем электрической активности[289]. В настоящее время данный метод редко используется в терапевтическом контексте, не только потому, что он неточен и крайне инвазивен, но и потому, что затрагивает очевидные этические проблемы, когда, как в одном из исследований Хита, пациент, получивший способ самолечения, будет счастливо заниматься стимуляцией мозга как можно дольше.
Несмотря на этическую трясину, в которой прозябала стимуляция мозга на протяжении большей части своего прошлого, есть одна область[290], в которой она доказала клиническую пользу. Симптомы болезни Паркинсона, дегенеративного расстройства центральной нервной системы, которое вызывает неконтролируемый тремор, а также может привести к депрессии, деменции и смерти, могут быть облегчены – но не излечены – фармакологическим повышением уровня нейромедиатора дофамина. Однако иногда это лечение не срабатывает, и с начала 1990-х годов исследователи используют глубокую стимуляцию мозга с помощью имплантированных электродов для уменьшения симптомов. Эффект потрясающий, а улучшение качества жизни впечатляет.
Потенциально менее благоприятное использование стимуляции мозга предполагает недавний интерес со стороны Управления перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (англ. Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA). В 2017 году DARPA объявило о важной исследовательской программе в области «целенаправленного повышения нейропластичности» с конечной целью улучшения обучения солдат с использованием неинвазивных методов [96].
Еще более тревожно то, что в другом финансируемом DARPA проекте в Калифорнийском университете, посвященном посттравматическому стрессу, создали алгоритм, который позволит компьютеру сравнить текущее состояние мозга испытуемого с желаемой целью, а затем автоматически настроить его чувства, стимулируя соответствующую область [97]. С перспективой, что оптогенетические конструкции из наночастиц могут позволить производить такие эффекты неинвазивно, путем простой инъекции, вам не нужно обладать воображением Филипа Дика, чтобы представить себе, к каким ужасным последствиям это может привести [98].
Исследователи также занимаются удивительной и чрезвычайно полезной работой, иллюстрирующей, как мозг может управлять машинами [99]. В 2012 году группа Джона Донохью из Брауновского университета использовала электроды, имплантированные в моторную кору двух пациентов с параличом – пятидесятивосьмилетней женщины и шестидесятишестилетнего мужчины, перенесших инсульт много лет назад, – чтобы позволить им мысленно двигать роботизированной рукой [100]. Пациентка – Кэти Хатчинсон – смогла взять рукой бутылку, затем медленно поднести ее ко рту, выпить кофе через соломинку и затем поставить бутылку на стол. Радость Хатчинсон по поводу этого необычайного достижения – впервые за четырнадцать лет она смогла пить исключительно по собственной воле – очевидна на видео и изображениях, сопровождавших статью [101].
В Калифорнийском университете создали алгоритм, который позволит компьютеру автоматически настроить чувства человека.
Донохью и его коллеги также имплантировали электроды в мозг и руку пациента, обездвиженного после травмы спинного мозга. Сигналы от мозга мужчины были переведены в электрическую стимуляцию его мышц, и с помощью подвижной опоры для рук он смог самостоятельно поесть [102]. Столь удивительные достижения действительно могут изменить жизнь.
Такие процедуры не включали в себя обратную связь от робота или человеческой руки. Данный феномен называется проприоцепцией и является существенным компонентом контроля над телесными движениями, сообщая нам, например, насколько крепко мы что-то сжимаем. Это скоро произойдет: исследователи недавно разработали бионическую руку для человека с ампутированной конечностью, управляемую электродами, имплантированными в его руку. Она обеспечивала его 119 сенсорными источниками от устройства, которое стимулировало нервы в коже, сгруппированные в ряд категорий: вибрацию, боль, движение и так далее. Использование искусственной проприоцепции позволяло пациенту выполнять достаточно деликатные задачи, такие как перемещение яйца или взятие виноградинки, а также более личностно значимые жесты, такие как прикосновение к руке жены [103]. Обездвиженные пациенты должны научиться интерпретировать стимуляцию той части тела, которая сохраняет чувствительность, в терминах проприоцепции от устройства, но это, скорее всего, не займет много времени. Качество жизни возрастет благодаря поразительным технологиям.
В конце концов, возможно, нет необходимости использовать инвазивные процедуры. В 2018 году Кристиан Пеналоза и Сюити Нисио из Киото сообщили, что здоровые пациенты могут носить специальную шапочку, а затем научиться использовать сигналы от мышц головы для управления третьей роботизированной рукой, когда своими руками делают что-то другое [104]. Так, например, испытуемый наклонял доску обеими руками, так что мяч на доске катился в разных направлениях, и одновременно командовал роботизированной руке поднести напиток ко рту. Будь то способ повышения трудоспособности человека или преобразования жизни людей с ограниченными возможностями, у такой технологии необычайное будущее.
Первые, по-видимому, успешные попытки подключения искусственного глаза к мозгу были зафиксированы в 2000 году (105). Электроды, подключенные к видеокамере, были имплантированы в зрительную кору слепых пациентов. Однако это не означало, что пациенты могли непосредственно видеть изображения. Электроды активировали ощущение света (как при надавливании на глазные яблоки). После длительной тренировки эта электрическая активность могла интерпретироваться пациентом, позволяя ему обнаруживать объекты или даже большие буквы. Но почти два десятилетия спустя ни имплантаты в сетчатку, ни имплантаты в мозг не обеспечили ничего похожего на реальное зрение.
В вопросе слуха был достигнут больший прогресс. Со времени первого кохлеарного имплантата в 1961 году эта процедура стала обычной, и сотни тысяч людей во всем мире извлекают выгоду из данной технологии. И есть много душещипательных видео, как реагируют глухие люди, когда они слышат в первый раз. Однако, несмотря на то что научные достижения в области слуха меняют мир и являются гораздо более эффективными, чем в вопросе искусственного зрения, имплантаты еще не позволяют обеспечить полный диапазон слухового восприятия.
Есть много душещипательных видео, как реагируют глухие люди, когда они слышат в первый раз.
Исследователи из различных групп недавно начали работу над действительно сложной задачей – созданием синтетической речи непосредственно из активности мозга [106]. Несмотря на бурное воодушевление прессы, эти техники не включают «чтение мыслей» – в действительности компьютер учится координировать паттерны нейронной активности, связанные с мышечным контролем речи, с реально производимым звуком. На данный момент до перевода нейронной активности, соотносимой с воображаемой речью, в искусственный голос еще далеко.