Как стать гениальным летчиком и музыкантом за один день
Ученые давно выяснили, что мозг человека обладает невероятными способностями, которые пока почти не раскрыты. Несмотря на существование нескольких мировых проектов по воссозданию структуры мозга, ни один из них не увенчался успехом, поскольку устройство главного органа человека настолько сложное, что разобраться в нем пока никому не под силу. Тем не менее, потенциал мозга постепенно раскрывается, что предоставляет людям невероятные способности.
Так, уже давно используется электростимуляция мозга. Эту технологию применяют в Пентагоне для лечения солдат от депрессии, стирания тяжелых воспоминаний, а также для активизации их внимания и когнитивных способностей. А недавно стимуляцию мозга стали использовать для обучения: как в военной, так и гражданской сфере.
На днях специалисты исследовательской Лаборатории HRL, принадлежащей General Motors Corporation и Boeing, сообщили о создании системы, с помощью которой можно усвоить новые навыки. То есть, технология позволит загружать "опыт" и знания прямо в мозг, минуя длительный процесс обучения. В процессе эксперимента молодым летчикам передавали записанные мозговые волны опытных летчиков с помощью интерфейса мозг-компьютер. А вместе с этими волнами передавались и навыки профессионалов. В статье, опубликованной в журнале Frontiers of Human Neuroscience, ученые говорят, что стимуляция мозга слабым током поможет получить знания и навыки управления самолетом в рекордно короткие сроки, всего за несколько дней, тогда как обычно на это уходит несколько лет. Воздействие на мозг новичков осуществляется через резиновую шапочку со встроенными электродами.
Специалисты HRL исследовали мозговые волны опытных военных и гражданских пилотов. На базе полученной информации они создали программу, воспроизводящую сигналы, соответствующие навыкам пилотирования. Проверка на симуляторе полетов показала, что несмотря на отсутствие опыта, начинающие пилоты летали как настоящие профессионалы. Мозг новичков стимулировали таким образом, чтобы максимально точно повторить сигналы, зафиксированные в мозге профессионалов при выполнении поставленной задачи. Молодым пилотам давали самые разные задания, включая посадку самолета, и они в большинстве случаев успешно с ними справлялись. Для чистоты эксперимента некоторым посылали не связанные с летным делом сигналы, чтобы исключить эффект плацебо. Специалисты HRL говорят, что такая стимуляция не оказывает негативного влияние на здоровье, поскольку импульсы очень мягкие: сигналы поступают в диапазоне от 4 до 7 Гц. Разумеется, технология нуждается в доработке, но потенциал ее огромен: методика позволит за максимально короткие сроки обучиться любому делу, причем в самых разных сферах. Есть все основания предполагать, что технологию вскоре внедрят на практике: HRL Laboratories - очень серьезная исследовательская организация, в активе которой множество важнейших разработок, включая первый лазер и прототипы ионных ракетных двигателей.
Быструю методику получения навыков создали и ученые из Университета Тафтса. Только в этом случае мозговые импульсы помогли неопытным музыкантам быстро освоить произведения Баха. Компьютерная система БАХ (BACh, или Brain Automated Chorales) помогает с легкостью разучить хоралы Иоганна Баха, измерив параметры работы мозга человека с помощью функциональной спектроскопии. Таким способом измеряется содержание кислорода в крови префронтальной коры мозга и на основании этого определяется, уставший мозг или отдохнувший. Как известно, для наилучшего усвоения навыков он должен быть отдохнувшим.
Таким образом, начинающим музыкантам предлагалось учить самые сложные части новых произведений именно в те моменты, когда мозг пребывал в наилучшей форме. Чтобы "поймать" такое состояние, ко лбу испытуемых прикрепили датчики, соединенные с компьютером, а тот определял, какую часть произведения стоит сейчас играть: простую или более сложную. Благодаря новой программе, пианисты изучали новый музыкальный отрывок максимально быстро и играли его предельно точно.
Такой подход поможет в рекордные сроки освоить любой предмет, включая точные науки, программирование, изучение иностранных языков и пр. Немаловажно, что программа основана на индивидуальном подходе, то есть учитывает работу мозга конкретного человека в конкретный момент времени. Сейчас инженеры работают над уменьшением размеров устройства, а также планируют добавить в программу "эмоциональный компонент", чтобы учитывать не только интенсивность работы мозга, но и настроение человека. Ученые считают, что усвоение информации в хорошем настроении гораздо более продуктивно.
Пентагон, давно экспериментирующий с мозгом, представил недавно новую программу NESD (Neural Engineering System Design), которая позволит управлять техникой силой мысли. Специальный нейронный имплантат формирует коммуникационный мост между человеческим мозгом и электронным устройством. Технология будет применяться не только в военной сфере, для управления боевой техникой, но и в самых разных областях науки, здравоохранения, транспорта и пр.
Предполагается, что NESD расширит возможности нейротехнологий и станет своеобразным переводчиком между цифровыми компьютерными системами и электрохимической структурой мозга. Интерфейсы мозг-компьютер существуют уже давно, но пока такие системы больше похожи на систему коммуникации между двумя суперкомпьютерами. Новая же программа должна открыть канал между человеческим мозгом и электроникой. Причем если существующие интерфейсы предают информацию с многочисленными искажениями, то NESD обеспечит максимально точную транспортировку данных. Для создания новой программы ученые используют достижения синтетической биологии, неврологии, электроники, фотоники, медицинской промышленности. При этом сам имплантат не будет превышать по объему один кубический сантиметр.
А исследователи из военной лаборатории США MIND (Mission Impact through Neurotechnology Design), базирующейся на полигоне Абердин, создали программу, позволяющую считывать мозговые волны солдат для быстрого анализа изображений. Разведывательные спутники и летательные аппараты собирают ежедневно неимоверное количество снимков, проанализировать которые людям становится все сложнее. Однако ни одна компьютерная программа не может это сделать более качественно, чем человек: наш мозг гораздо быстрее обрабатывает изображения, чем любой компьютер, к тому же ему проще обнаружить тонкие различия в изображениях.
Инновация MIND ускорит процесс анализа снимков за счет использования мощностей мозга. Для этого специалисты изучили мозговые волны рассматривающих изображения аналитиков. Крупные картинки разделили на небольшие части, а затем демонстрировали эти фрагменты на экране со скоростью до пяти кадров в секунду, в то время как ЭЭГ помогала отслеживать мозговые волны и выявлять, когда изображение провоцирует всплеск интереса. Хотя технология не избавит аналитика от необходимости рассматривать все изображение целиком, быстрая трансляция элементов общей картины с помощью новой программы поможет человеку гораздо быстрее выявить важные детали. Компьютер, улавливающий импульсы мозга человека, отмечает определенный фрагмент на изучаемом снимке.
Команда MIND работает сейчас над внедрением в программу также
технологии отслеживания взгляда, чтобы лучше понимать, на каком участке пространства специалист фокусирует вимание. Инновация позволит военным экспертам максимально быстро и точно перерабатывать большие объемы данных.