Мізки онлайн. Як і коли буде створена гібридна цивілізація
Комп'ютери сприймалися як щось зовсім окреме від людини до тих пір, поки не з'явився інтернет. З того часу почалося становлення нової гібридної цивілізації людей і комп'ютерів.
Першим етапом на шляху до її створення можна вважати появу інтернету речей, який обіцяє зв'язати воєдино не тільки нашу розумну побутову техніку і розумні будинки, але і розумні заводи, перетворившись, таким чином, Індустріальний інтернет. Цей етап ще далекий від завершення, але вже почалася підготовка до другого етапу, який має намір залучити в загальну мережу наші мізки.
Інтернет думок
Уявіть собі технологію майбутнього, яка забезпечить миттєвий доступ до світових знань і штучного інтелекту (ШІ) буквально за бажанням, варто лише подумати про якійсь конкретній темі або нерешенном питанні. Комунікації, освіта, робота і світ, яким ми його знаємо, - зміниться все.
29 березня в науковому журналі Frontiers in Neuroscience вийшла стаття "Нейро-хмарний інтерфейс", що повідала про появу дивних речей на стику нанотехнологій, наномедицини, ІІ і обчислень. Автори статті - учасники міжнародної дослідницької групи під керівництвом Нуно Мартінса з Каліфорнійського університету в Берклі. Вони передбачають, що вже в цьому столітті буде створено нейро-хмарний інтерфейс, що з'єднує клітини неокортексу з великими хмарними обчислювальними мережами в режимі реального часу. Нагадаємо, що неокортекс, або просто "нова кора", - це новітня, найрозумніша і "свідома" частина мозку, особливо розвинена саме в людини.
Як зазначає ScienceDaily, концепцію нейро-хмарного інтерфейсу спочатку запропонував знаменитий винахідник, письменник і футуролог Рей Курцвейл. Він припустив, що для з'єднання неокортексу людського мозку з "синтетичним" неокортекс в хмарі можна використовувати нейронні нанороботи. Піонером в розробці нейронних нанороботів є Роберт Фрейтас-молодший, який став учасником групи Мартінса.
Запропоновані Фрейтасом нейронні нанороботи будуть забезпечувати прямий моніторинг і контроль сигналів, що надходять від клітин мозку і до них. "Ці пристрої могли б пересуватися по судинній мережі людину, долати гематоенцефалічний бар'єр і точно фіксувати своє становище між або навіть в клітинах мозку, - пояснює Фрейтас. - Потім, використовуючи бездротовий зв'язок, вони будуть обмінюватися закодованою інформацією з хмарної суперкомпьютерной мережею, здійснюючи таким чином моніторинг стану мозку і вилучення даних в режимі реального часу".
Група Мартінса стверджує, що хмарний неокортекс дозволить завантажувати інформацію в людський мозок, немов у фільмі "Матриця". "Система нейро-хмарного інтерфейсу, оснащена нейронної наноробототехникой, зможе надати людям миттєвий доступ до всіх накопичених людським знанням, доступним у хмарі, при цьому значно поліпшивши можливості навчання людини і його інтелект", - говорить Мартінс.
Така технологія дозволить нам у майбутньому створити "глобальний супермозг". Він зможе поєднувати у єдину мережу мізки людей і ШІ, забезпечуючи колективне мислення. Автори статті вже навіть придумали назву цієї мережі - BrainNet (Brain Network - Мозкова мережа). Інший варіант - Інтернет думок (Internet of thoughts).
"Простий експериментальний варіант системи BrainNet вже протестований і дозволив обмінюватися інформацією між окремими мізками через хмару, - стверджує Мартінс. - Використовувалися електричні сигнали, записані через череп "відправників", і магнітна стимуляція через череп "одержувачів". Це дозволило "одержувачам" і "відправників" виконувати спільні завдання".
Вчені передбачають у майбутньому, з подальшим розвитком нейронної наноробототехники, створення "супермозгов", які зможуть використовувати думки і силу мислення будь-якої кількості людей і машин у режимі реального часу. Це радикально змінить всю людську цивілізацію. "Колективне мислення може революціонізувати демократію, посилити емпатію і в кінцевому підсумку об'єднати різноманітні по своїй культурі людські групи воістину глобальне суспільство", - пророкує Мартінс.
Коли ж ми зможемо підключитися до BrainNet? За оцінками групи Мартінса, навіть вже існуючі суперкомп'ютери мають обчислювальної швидкістю, що дозволяє обробляти необхідні обсяги нейронних даних для нейро-хмарного інтерфейсу, - і вони стають все швидше. Швидше за все, самим вузьким місцем у розробці нейро-хмарного інтерфейсу стане передача нейронних даних, суперкомп'ютери і назад з них. "Це завдання включає в себе не тільки пошук пропускної смуги для глобальної передачі даних, - застерігає Мартінс, - але також і те, як включити обмін даними з нейронами через крихітні пристрої, вбудовані глибоко в мозок".
Одним з рішень, запропонованих авторами статті, є використання магнітоелектричних наночастинок для ефективного посилення зв'язку між нейронами і хмарою. "Ці наночастинки вже використовувалися у живих мишей для з'єднання зовнішніх магнітних полів з нейронними електричними полями - тобто для виявлення і локального посилення цих магнітних сигналів, що дозволяє їм змінювати електричну активність нейронів, - пояснює Мартінс. - Це може працювати і у зворотному напрямку: електричні сигнали, що виробляються нейронами і нанороботів, можуть посилюватися магнитоэлектрическими наночастинками, щоб їх можна було виявити поза черепа".
Завести ці наночастинки - і нанороботів - безпечно в мозок через кровообіг буде, мабуть, найбільшою проблемою для всіх працюючих в області нейро-хмарних інтерфейсів. "Потрібно ретельний аналіз биораспределения та біосумісності наночастинок, перш ніж їх можна буде розглядати для розвитку людини. Проте з урахуванням того, що ці та інші перспективні технології для нейро-хмарного інтерфейсу розвиваються більш швидкими темпами, Інтернет думок може стати реальністю ще до кінця століття", - підсумовує Мартінс.
Швейна машинка для мозку
Над проблемою, сформульованою групою Мартінса, - як забезпечити передачу даних з мозку - працюють і інші дослідницькі команди. 14 березня група вчених з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско під керівництвом Тімоті Хансона розмістила на сервері препринтів bioRxiv статтю "Швейна машина для малоінвазивної нейронної запису". Малоінвазивними називаються будь-які процедури, що забезпечують менше втручання в організм, ніж застосовувані для тієї ж мети відкриті операції.
Як зазначає Bloomberg, науковці роками працювали над тим, як помістити електроди в мозок, при цьому завдаючи як можна менше пошкоджень або запалень. Однією з основних завдань є створення дуже гнучких електродів, які можуть рухатися разом з мозком, але досить жорстких, щоб їх можна було імплантувати в потрібне місце. Маккензі Матіс з Гарвардського університету, не пов'язаний з групою Хансона, порівнює цю проблему з ін'єкцією приготованих спагетті в желе. За оцінкою Матіса, дослідження групи Хансона - "великий крок у правильному напрямку".
Група Хансона винайшла новий спосіб швидкого вживлення електродів у мозок. Цей спосіб вже випробуваний на щурах. Система працює за принципом швейної машини і допоможе створити нейро-комп'ютерний інтерфейс, здатний підключити людський мозок до комп'ютера.
Принцип роботи швейної машини для мозку, винайденої вченими, полягають у видаленні крихітної частини черепа і впровадження в мозок жорсткої голки, через яку потім у тканини мозку впорскується гнучкі тонкі полімерні електроди довжиною кілька міліметрів. Машина имплантирует електрод вглиб мозку кожні кілька секунд - набагато швидше в порівнянні з іншими методами. На потилиці міститься невелика друкована плата, яка записує сигнали від мозку.
Пройдуть ще довгі роки, перш ніж цей спосіб буде випробувано на людях. Тим не менш, це дослідження показує шлях до моніторингу, а можливо, і стимуляції мозкової діяльності з мінімальним втручанням в череп і мозок. Це може дозволити коли-небудь в майбутньому створити пристрій з ІІ, до якого люди зможуть підключитися своєю свідомістю.
Правда, такого бізнесу може бути важко знайти клієнтів, бажаючих перенести операцію, щоб видалити шматочок їх черепа. Наукове співтовариство бачить перспективу насамперед у тій версії технології, яка могла б лікувати пацієнтів з хворобою Паркінсона, втратою пам'яті або іншими захворюваннями головного мозку.
Роботу групи Хансона фінансує DARPA - Агентство перспективних оборонних дослідницьких проектів Міністерства оборони США, відоме своєю роллю у формуванні інтернету і GPS. На проект "Щурячий мозок" DARPA виділило Каліфорнійського університету в Сан-Франциско $2,1 млн.
"Незважаючи на те, що необхідні додаткові дослідження для вдосконалення всієї інтерфейсної системи та кращої інтеграції її компонентів, ці розробки можуть в кінцевому підсумку відкрити можливість об'єднання робототехніки наступного покоління, програмного забезпечення ІЇ та електроніки для створення альтернатив сьогоднішнім нейрохірургічним методами", - говорить директор бюро біологічних технологій DARPA Джастін Санчез.
Надзавдання Neuralink
Розповідаючи про роботу групи Хансона, агентство Bloomberg підкреслило, що п'ять членів цієї групи пов'язані з компанією Neuralink Ілона Маска, хоча в своїй статті вчені про це не згадують. Про завдання свого нового стартапу Маск розповів в квітні 2017 р. Команда Neuralink працює над створенням "нейронного мережива" - чіпів розміром кілька мікрон, які поліпшили б когнітивні здібності людини.
Маск анонсував, що до 2021 р. компанія випустить чіпи для пацієнтів, які перенесли інсульт, а також для людей з онкологічними та вродженими захворюваннями. Пристрої допоможуть відновити пам'ять і рухові функції, а згодом дозволять обмінюватися думками. До 2027 р. "нейронний мереживо" має стати загальнодоступним для всіх людей.
За словами Маска, надзавдання Neuralink полягає у створенні такого нейро-хмарного інтерфейсу, який зробить можливим симбіоз людини і ІІ. При цьому ШІ буде відчуватися людиною як його власна частина, а не як зовнішній пристрій.
Коли чоловік голодний, він не каже: "Моя лімбічна система голодна". Він каже: "Я голодний". Точно так же, пояснює Маск, коли ви будете шукати рішення проблеми і ваш ІІ знайде відповідь, ви не скажете: "Мій ШІ знайшов відповідь". Ви скажете: "Я знайшов відповідь".
Нейро-хмарний інтерфейс потрібен для того, щоб забезпечити високу пропускну здатність каналу зв'язку між мозком людини та ІЇ. "Проблема полягає в тому, - говорить Маск, - що пропускна здатність комунікації надзвичайно низька, особливо на виході. Коли ви виводите інформацію на телефон, ви дуже повільно рухаєте двома пальцями. Це неймовірно повільна комунікація. Якщо пропускна здатність занадто низька, ваша інтеграція з ІІ буде дуже слабкою. Враховуючи обмеження низької пропускної здатності, все втрачає сенс. ІІ буде просто жити сам по собі, тому що ми будемо занадто повільно з ним спілкуватися. Чим швидше комунікація, тим більше можна інтегруватися, чим повільніше комунікація, тим менше. І чим більше ми розділені - чим більше АЙ "чужим", - тим імовірніше, що він на нас плюне. Якщо ШІ будуть окремими і розумніші за нас, як переконатися, що їх функції оптимізації не зашкодять людству? Якщо ж ми досягнемо тісного симбіозу, АЙ не буде "іншим", він буде з вами у родинних стосунках, так само як ви в спорідненні з вашої лімбічної системою".
Ілон бачить пропускну здатність комунікації ключовим фактором, який визначить рівень інтеграції з ІІ. А цей рівень інтеграції - ключовий фактор того, чи ми зможемо вплинути на ІЇ у майбутньому. "У нас буде вибір: або залишитися в стороні і стати марними, як домашня тварина, або злитися з ІІ. Втім, стати домашнім котиком - це ще непоганий результат", - попереджає Маск.
Незабаром очікуються новини про результати роботи Neuralink. Принаймні сам Маск 10 квітня повідомив: "Ймовірно, щось примітне буде оголошено через кілька місяців". Поки ж можна лише нагадати, що фантазії Маска, як вже багато разів підтверджувалася, мають звичай втілюватися в реальність.
Китайці придумали онлайн-телепатію
Нейрофізіологи вже демонстрували можливості прямого зчитування та передачі патернів нейронної активності з одного мозку на інший. Це робили і на щурах за допомогою вбудованих в голову микроэлектродов, і на людях, використовуючи электроэнцефалографию (ЕЕГ). Однак тепер китайські вчені з'єднали мізки і тих, і інших, створивши інтерфейс, що дозволяє людині передавати сигнали на мозок щура і керувати нею під час виконання досить складних завдань навігації. Про це повідомляється в статті, опублікованій в журналі Scientific Reports.
Роботу спільно виконали дві команди дослідників Чжецзянського університету в Ханчжоу - біологи і програмісти. Їм вдалося успішно впровадити шести лабораторним щурам по парі микроэлектродов. Тварин навчали розрізняти команди того й іншого електродів і реагувати на один, повертаючи праворуч, а другого ліворуч.
Були підготовлені до експерименту і люди-добровольці. Апарат ЕЕГ передавав сигнали їх мозку на комп'ютер, дозволивши навчити машини розпізнавання двох патернів активності, відповідних простим командам "ліворуч" і "праворуч". Нарешті, люди і гризуни були з'єднані разом. Сигнали щурам передавалися без проводів - їх брало крихітне пристрій, закріплений на спині тварини. Щурів помістили в досить складний для них лабіринт з драбинами і тунелями. Однак, перебуваючи "під керуванням людини", вони раз за разом легко і швидко справлялися із завданням.
Автори вважають, що такі прямі міжвидові інтерфейси "мозок - мозок" в майбутньому дозволять створювати справжніх тварин-"кіборгів", повністю керованих і підходящих для виконання пошукових, рятувальних та інших завдань. Дійсно, та ж щур, хоч і виглядає дрібної, але здатна нести невелику рацію і телекамеру через зруйновану будівлю в пошуках тих, що вижили людей. А сайт Futurism бачить в цьому дослідженні ще один крок вперед на шляху до інтерфейсу "мозок - мозок", придатному для більш складних завдань і, можливо, навіть для телепатії між людьми.
Решітка для спогадів
Досі йшлося про інтерфейси, зчитувальних сигнали з мозку з допомогою нанороботів, як у групи Мартінса, електродів, як у групи Хансона, або чипів, як у Neuralink Маска. Але це, схоже, не межа технологічних можливостей.
Група дослідників з Університету Пердью розробила новий квантовий матеріал, який буде здатний переносити інформацію прямо з людського мозку в комп'ютер. Дослідження поки знаходиться на ранньому етапі, але орієнтується на амбітні цілі типу завантаження мозку в хмару або людей підключення до комп'ютера для відстеження показників здоров'я. Всі ці концепції колись були виключно долею наукової фантастики.
Про своєму дослідженні вчені розповіли у статті, яка вийшла в журналі Nature Communications 10 квітня. Основою для їх квантового матеріалу став рідкоземельний мінерал під назвою никелат перовскіту. Дослідники називають свій матеріал квантовим, оскільки він володіє електронними властивостями, які не можуть бути пояснені класичної фізикою і які дають йому унікальну перевагу перед іншими матеріалами, використовуваними в електроніці, такими як кремній.
Завдяки особливій никелатовой кристалічній решітці матеріал володіє величезною чутливістю до іонним потоків, які стануть мостом між біохімією мозку і електронним двійковим кодом комп'ютерів. "Мета полягає в тому, щоб подолати розрив між тим, як думає електроніка, а вона це робить за допомогою електронів, і тим, як думає мозок, який робить це з допомогою іонів. Цей матеріал допоміг нам знайти такий міст", - говорить головний автор статті Хай-Тянь Чжан.
Як стверджують вчені, никелатовая решітка може безпосередньо перетворювати електрохімічні сигнали мозку в електричну активність, яка може бути інтерпретована комп'ютером. На сьогодні новий матеріал може тільки реєструвати деякі нейромедіатори, так що весь мозок завантажити хмара таким способом поки не вийде. Однак дослідники припускають, що якщо технологія буде прогресувати, то матеріал можна буде використовувати для виявлення ранніх ознак неврологічних захворювань, таких як хвороба Паркінсона, або навіть для зберігання спогадів.
"Уявіть собі, що ви помістили в мозок електронний пристрій. Коли природні функції мозку почнуть в'янути, людина все ще зможе отримувати спогади з цього пристрою, - говорить один з авторів статті Шрирам Раманатхан. - Ми з упевненістю можемо сказати, що цей матеріал надає потенційний шлях до створення обчислювального пристрою, який зможе зберігати і передавати спогади".
Як повідомляє Університет Пердью, роботу його вчених підтримало безліч організацій, включаючи Національний науковий фонд США, Співдружність Гилбрета при Технологічному коледжі Університету Пердью, Управління наукових досліджень Військово-повітряних сил США, Національний інститут психічного здоров'я, Управління військово-морських досліджень і Міністерство енергетики США.
Яким буде третій етап
Припустимо, з допомогою тих чи інших технологій (можливо, ще більше фантастичних, ніж розробляються зараз) Інтернет думок вже створений і об'єднав всіх людей в єдиний супермозг. На цьому створення гібридної цивілізації не завершиться. Настане черга третього етапу - самого драматичного.
Мається на увазі генетична трансформація виду Homo sapiens, у результаті якої нейро-хмарний інтерфейс і симбіоз з ІІ стануть вродженими і будуть успадковуватись дітьми від батьків. Не слід вважати, що це - справа якогось зовсім уже віддаленого майбутнього. Якщо ми об'єднаємося в супермозг, то він швидко придумає, як перепрограмувати наші гени і вписати в них свій контроль над нами.
Напевно, буде матися кнопочка для відключення себе від ІІ. Але навряд чи багато хто буде користуватися нею хоча б зрідка. Судячи з того, яку владу над людськими мізками вже зараз мають мас-медіа, більшість людей задовольниться ілюзією збереження індивідуальності.
Великий Брат читає твої думки
Звичайно, розробки типу нейро-хмарного інтерфейсу викликають побоювання в тому плані, що вони можуть призвести до нової форми тоталітаризму, якщо який-небудь Великий Брат зможе читати наші думки. Приклад тут дає той же Китай.
5 квітня сайт SupChina розповів про те, що деякі китайські школи, бажаючи підтримувати увагу своїх учнів під час уроку на високому рівні, змушують їх носити головний пов'язку з датчиками, які вимірюють електричну активність мозку і відстежують зосередженість на навчанні. Пов'язка на голову, виготовлена американським стартапом BrainCo, використовує вбудовані електроенцефалографічні датчики. Вся інформація відправляється на комп'ютер вчителя, в режимі реального часу надаючи йому дані про зосередженості учнів. На цьому технології BrainCo не закінчуються: на екрані викладача також вибудовується рейтинг підлітків за ступенем зосередженості на уроці.
Такі суворі заходи виправдовуються благими намірами - мовляв, подібні нововведення допоможуть вчителям зрозуміти, як краще навчати дітей. Наприклад, якщо вчитель помітить, що деякі учні втрачають зосередженість під час занять, він може змінити навчальний план або працювати один на один з конкретними підлітками. Однак деякі експерти вказують, що такий контроль здатний гнітюче діяти на психічний стан дітей.
Сама компанія BrainCo ще в січні повідомила, що вже випробувала свою пов'язку на 10 тис. китайських школярів у віці від 10 до 17 років протягом трьох тижнів і планує поширити експеримент на США, Мексику, Іспанію і Бразилію. "Хоча компанія заявила, що оцінки учнів покращилися під час експерименту, але в наукових журналах не опубліковано жодного дослідження, підтверджує це твердження. До тих пір поки BrainCo не доведе, що це пристрій дійсно допомагає учням, не напружуючи їх, вона буде розглядатися як пристрій контролю з антиутопії", - коментує сайт The Next Web.
