Мозг и его тайны заинтересовали юного бразильца еще в школе, когда ему попалась книга Айзека Азимова «Человеческий мозг». Конец книги, правда, разочаровал. Вообще, в ней ничего не говорилось о том, как все эти структуры взаимодействуют между собой и порождают сознание (тогда никто не знал ответа на этот вопрос). В какой-то момент юноша понял, что, возможно, это его судьба — разобраться в тайнах мозга.
Около десяти лет назад он начал всерьез обдумывать планы, связанные с воплощением детской мечты — исследованием мозга. Для начала он использовал мышь, которой передал управление неким механическим устройством. «Мы поместили в череп мыши датчики, задачей которых было считывать с мозга электрические сигналы. Затем передали эти сигналы на небольшое роботизированное устройство, способное поднимать воду из фонтана ко рту мыши. Так что мыши пришлось, чтобы достать воды, научиться мысленно двигать роботизированным устройством. Так впервые была продемонстрирована возможность подсоединить животное к машине таким образом, чтобы оно могло управлять машиной мысленно, без реальных движений тела», — объяснил он.
Сегодня он может анализировать не пятьдесят, а около тысячи нейронов в мозгу обезьяны; эти нейроны воспроизводят различные движения в разных частях обезьяньего тела. Его обезьяна может управлять различными устройствами, такими как механическая рука или виртуальные образы в киберпространстве. «У нас есть даже аватар обезьяны, и она может управлять им, не двигаясь с места», — рассказал Николелис. Для этого обезьяне показывают видеозапись аватара, представляющего ее тело. После этого обезьяна мысленно приказывает телу двигаться, и аватар на экране выполняет ее движения.
Николелис предвидит, что в ближайшем будущем мы сможем играть в видеоигры, а также управлять компьютерами и другими устройствами силой мысли. «Мы станем частью их операционной системы. Мы погрузимся в них при помощи механизмов, очень похожих на те, что я здесь описываю».
Экзоскелеты
Следующий проект доктора Николелиса называется «Пойти снова». Его цель — не более и не менее чем полный экзоскелет для тела, управляемый мыслью. При первом упоминании слово «экзоскелет» вызывает ассоциации с какими-то штуками из фильмов про Железного человека. На самом же деле это специальный костюм с электромоторами, надеваемый на тело, при помощи которого человек сможет двигаться. Николелис называет такой костюм «носимым роботом» (рис. 10).
По его словам, он ставит перед собой цель помочь парализованным людям научиться «ходить силой мысли». Он планирует использовать беспроводную технологию, «чтобы ничего из головы не торчало… Мы собираемся поручить 20 000–30 000 нейронов управление таким роботизированным костюмом, чтобы человек с помощью мысли мог шагать, как прежде, а также двигаться и брать руками объекты.
Николелис понимает, что, прежде чем экзоскелет станет реальностью, придется преодолеть множество препятствий. Во-первых, необходимо разработать новое поколение микросхем, которые можно будет безопасно устанавливать непосредственно в мозг и оставлять там по крайней мере на несколько лет. Во-вторых, необходимо сконструировать беспроводные датчики, чтобы экзоскелету ничто не мешало двигаться. Сигналы от мозга станут поступать по беспроводной связи в компьютер размером с сотовый телефон, который, вероятно, нужно будет носить на поясе. В-третьих, нужно еще многое сделать для расшифровки и интерпретации сигналов мозга при помощи компьютера. Обезьяне, чтобы управлять механической рукой, достаточно нескольких сотен нейронов. Человеку для управления рукой или ногой потребуется их несколько тысяч. И, в-четвертых, необходимо найти источник энергии, который был бы портативным и притом достаточно мощным, чтобы обеспечивать электропитанием целый экзоскелет.
Николелис ставит перед собой сложную цель: подготовить действующий экзоскелет к чемпионату мира 2014 г. в Бразилии, где парализованный бразилец смог бы нанести первый символический удар по мячу. Он с гордостью сказал мне: «Это наша бразильская лунная программа».
Аватары и суррогаты
В фильме «Суррогаты» Брюс Уиллис сыграл агента ФБР, расследующего серию загадочных убийств. Ученые создали настолько совершенные экзоскелеты, что они по всем параметрам превзошли естественные возможности людей. Эти механические существа очень сильны и обладают совершенными телами. Мало того, они настолько совершенны, то человечество попало в зависимость от них. Теперь люди проводят жизнь в специальных капсулах, мысленно управляя своими красивыми и совершенными суррогатами при помощи беспроводных технологий. Куда бы вы ни пошли, везде увидите деловых «людей», занятых работой, но это лишь отлично сделанные суррогаты. Их стареющие хозяева скрыты от чужих глаз, что очень удобно. Однако сюжет делает резкий поворот, когда Брюс Уиллис обнаруживает, что человек, стоящий за убийствами, может быть связан с тем самым ученым, которому общество обязано изобретением суррогатов. В результате он начинает задумываться, что на самом деле представляют собой суррогаты — благословение или проклятье.
А в блокбастере «Аватар» на Земле к 2154 г. истощились залежи большинства полезных ископаемых, в результате чего горнорудная компания в поисках редкого металла анобтаниума отправляется на отдаленный спутник по имени Пандора в системе альфы Центавра. На этом спутнике обитают местные племена, которые называют себя на’ви и живут в гармонии с природой. Для общения с аборигенами специально обученных работников помещают в капсулы, откуда они учатся мысленно управлять телами аборигенов, выращенными при помощи генной инженерии. Хотя атмосфера планеты ядовита для людей, а природа кардинально отличается от земной, аватары спокойно живут в этом мире. Однако сложившиеся более или менее нейтральные отношения рушатся, когда горнорудная компания находит богатые залежи анобтаниума под священным церемониальным деревом на’ви. Возникает неизбежный конфликт между компанией, которая хочет погубить священное дерево и устроить на его месте карьер для добычи редкого металла, и аборигенами, которые поклоняются дереву. Кажется, что у аборигенов нет никаких шансов, но один из специально обученных работников переходит на их сторону и приводит на’ви к победе.
Сегодня аватары и суррогаты — одна из любимых тем научной фантастики, но однажды они могут стать полезнейшими инструментами науки. Человеческое тело хрупко и не годится для выполнения многих опасных задач, включая и космические путешествия. Конечно, фантастические романы полны героических деяний храбрых астронавтов, добирающихся до самых дальних уголков Галактики, но реальность куда скромнее. Дальний космос пронизан мощными излучениями, от которых астронавтов придется защищать; в противном случае их ждет преждевременное старение, лучевая болезнь и рак. Солнечные вспышки тоже могут обрушить на космический корабль смертельное излучение. Во время простого трансатлантического перелета из США в Европу на вас действует излучение интенсивностью 1 мбэр/час, т. е. за час полета вы получаете примерно такую же дозу, как при рентгеновском снимке зуба. Но в открытом космосе излучение может быть во много раз более сильным, особенно с учетом космических лучей и солнечных вспышек. (Во время сильных солнечных бурь NASA рекомендует астронавтам на космической станции перейти в отсеки, лучше защищенные от радиации.)
