Le neurophysiologue discute du projet Neuralink et parle du travail du cerveau «sur les doigts»

_{Gauche - neurophysiologue Elena Belova, droite - robot chirurgien Neuralink}

À l'été 2019, une présentation de la startup Neuralink a eu lieu , dont le but est de créer une interface cerveau-machine. Elon Musk a déclaré que la société avait réussi à travailler pendant plusieurs années à partir du moment de sa fondation. Présentation d'un robot chirurgien, de fils flexibles pour connecter les puces au cerveau et d'algorithmes de traitement du signal efficaces. Nous avons rencontré un neurophysiologiste pour parler de ce qu'est Neuralink: les affaires et le marketing, ou une véritable percée scientifique?

Elena Belova, biochimiste et bioinformatique de formation, neurophysiologiste et illustratrice de profession, chercheuse principale au Laboratoire de neurophysiologie cellulaire de l'Institut de physique chimique, a patiemment répondu aux questions.

Des questions stupides ont été posées par Ivan Zvyagin, qui a lu plusieurs livres scientifiques populaires sur la fonction cérébrale et l'évolution.

_{La version audio de la conversation est dans le podcast Habr Special. Vous pouvez l'écouter non seulement sur SoundCloud, mais également sur d'autres plateformes}

À propos de Neuralink et de ses analogues

Quoi de neuf dans les threads et processeurs Neuralink?

Quand en Russie, les gens parlent de l'interface ordinateur-cerveau, il s'agit le plus souvent d'un chapeau au lieu d'un joystick et de contrôler la machine avec le «pouvoir de la pensée». Et ici, tout est sérieux. Le musc va élargir les possibilités de traitement et de rééducation, la connaissance du fonctionnement de notre cerveau. C'est très cool.


_{Le fil A est 16 fois plus fin qu'un cheveu humain}

Lorsque Musk a présenté ce projet, il a mentionné des choses qui existaient déjà avant Neuralink. Parmi ces méthodes - la stimulation cérébrale profonde (profonde), en anglais - Deep Brain Stimulation. C'est la méthode que je fais dans mon laboratoire. Il existe également des méthodes lorsque les gens ouvrent la boîte du crâne et mettent une électrode à la surface du cerveau pour enregistrer les potentiels et l'activité électrique du cortex cérébral. Dans le premier cas, nous enregistrons les noyaux sous-corticaux profonds, dans le second - le cortex. Selon quoi et où nous écrivons, différentes tâches peuvent être résolues.

Ils n'ont rien proposé de fondamentalement nouveau du point de vue de l'approche. Il s'agit précisément d'une réduction d'échelle, d'une augmentation du nombre de flux d'enregistrement et d'une accélération du traitement avec la possibilité d'analyser à la volée, sans transférer de données vers des superordinateurs.

Quel est le problème avec les bouchons EEG?

Le bonnet est une méthode disponible très courante. L'électroencéphalogramme est l'une des toutes premières méthodes de recherche sur le cerveau. Le problème est que nous captons un signal très faible et très généralisé à partir de la surface de la [tête], ce qui est très difficile à analyser et à interpréter. Vous pouvez le comparer avec une tentative de comprendre ce qui se passe, par exemple, quelque part dans la ville, en enlevant la lumière de l'espace. Signal très, très faible et très grand. Bien sûr, quand une activité synchrone d'un grand nombre de neurones se produit quelque part, nous le remarquerons sur l'électroencéphalogramme, mais si des mécanismes plus délicats sont intéressants, alors à partir de cette distance et avec une telle sensibilité du signal, rien ne fonctionnera.

Qu'est-ce que la stimulation cérébrale profonde?

Les DBS sont des pièces très grandes et très invasives. Pour imaginer ce que c'est, imaginez que vous détordiez un stylo à bille et que vous en preniez une tige. L'épaisseur et la taille de l'électrode sont approximativement similaires à celles d'un stylo à bille - environ 2 mm de diamètre. Une telle grosse chose, qui est attachée à la doublure sur l'os du crâne. Plus loin avec cette électrode, une personne marche profondément dans le cerveau pendant des décennies, jusqu'à la mort. Cette technique lui permet de soulager considérablement les symptômes de la maladie avec laquelle il se présente selon les indications de la chirurgie.



La maintenance consiste à changer les piles de l'appareil. Comme il s'agit d'une stimulation électrique, vous avez besoin d'une source d'alimentation qui doit être remplacée. Bien qu'il n'y ait pas suffisamment d'alimentation miniature et assez puissante pour 30 à 40 ans sans remplacement.

Un fil sort du crâne d'une personne, puis les chirurgiens le conduisent sous la peau jusqu'au sternum, où ils mettent un stimulateur. Ceci est considéré comme une option plus sûre qu'en dehors du crâne. Premièrement, ce ne serait pas très beau. Et deuxièmement, si vous frappez soudainement accidentellement, la zone du sternum est l'une des parties les plus protégées du corps.

Cette technologie a presque 30 ans, et avec de tels appareils, des dizaines, voire des centaines de milliers de personnes dans le monde y vont. Elle a fait ses preuves, et c'est maintenant l'un des moyens d'aider les gens que rien d'autre n'aide - ni médicalement, ni invasivement.

Les électrodes ont un revêtement, une isolation et de 4 à 12 contacts, selon la marque d'un appareil particulier et son objectif. Ils diffèrent par la longueur de la région active qui peut être stimulée. Les contacts permettent 30 ans pour obtenir une bonne qualité de stimulation, mais il n'est pas question d'enregistrer. Autrement dit, il n'a pas besoin d'une résistance élevée, ce qui vous permettra d'envoyer un signal électrique à une petite zone. Ce n'est qu'une stimulation.

Pourquoi le signal du cerveau aux électrodes se détériore-t-il avec le temps?

Il existe de nombreuses techniques qui vous permettent d'enregistrer un signal avec sensibilité. La question est la taille de l'appareil qui vous permet de l'enregistrer. Neuralink a pu fabriquer des électrodes miniatures et faire valoir que pour toute sa taille miniature, le rapport signal / bruit leur suffit pour obtenir un bon enregistrement. Une question distincte sera de savoir combien de temps ils pourront recevoir cet enregistrement sans détérioration de la qualité du signal, car le cerveau est biochimiquement actif et peut affecter la résistance du capteur, plus le capteur est petit, plus il y a de chances que quelque chose se passe mal.

Le marketing et les affaires de Neuralink, ou est-il vrai que la science progresse?

En tant que scientifique, je vois ici une ressource gigantesque pour la science fondamentale.

La neurobilogie comprend deux grands domaines. Dans le premier, nous étudions les animaux. Mais ils sont plus simples, de nombreuses expériences sont donc très difficiles à réaliser. Disons qu'un singe ne peut pas articuler et prononcer des mots, et nous ne savons pas comment il organise les zones motrices associées à la langue et aux cordes vocales pendant la parole.


_{USB Nueralink Lab Rat}

Lorsque nous parlons d'obtenir des données sur une personne, nous sommes confrontés à une énorme expérience subjective et à des exigences éthiques très strictes et à des technologies très faibles qui ont été testées et approuvées pour une utilisation chez l'homme.

Pour en savoir plus sur le cerveau humain, vous pouvez utiliser les enregistrements de son activité électrique, qui sont effectués pendant presque toutes les opérations pour des raisons médicales. Le plus souvent, nous parlons de troubles moteurs et de stimulation cérébrale profonde.

Maintenant, ils [Neuralink] disent que les performances de leurs puces et la quantité de données reçues sont considérablement augmentées. C'est un travail de fond très cool pour obtenir quelque chose de vraiment intéressant.

Comment Neuralink ne peut-il pas endommager le cerveau en mouvement en introduisant un tas de fils?

_{Pour l'impressionnable: l'image n'est pas le cerveau, mais la gelée qui la simule. Véritable robot et fils}

Le principal problème des opérations sur le cerveau est qu'il est pénétré par les vaisseaux sanguins. Il est très mauvais d’endommager les vaisseaux sanguins, une hémorragie cérébrale est une chose très désagréable qui peut entraîner un micro-AVC ou la mort. Éviter les vaisseaux sanguins est la première tâche la plus importante qui parle de la sécurité de toute la procédure. Même si elle ne dit rien sur l'efficacité.

Ensuite, la question se pose de fixer ces électrodes. Si nous parlons de stimulation profonde, l'électrode est fixée directement sur le crâne - il y a un trou percé, un patch y est vissé d'une manière spéciale et le tampon dans lequel cette électrode est absolument rigide.

Avec des fils flexibles n'est pas très clair. Chez un adulte, la mobilité cérébrale est limitée. Chez les jeunes enfants, le cerveau peut varier considérablement en diamètre. Je soupçonne que près des gros vaisseaux, le cerveau bat plus que loin d'eux. Néanmoins, vous pouvez essayer de fixer l'électrode de sorte qu'elle soit plus ou moins dans la même zone. La bonne question est de savoir à quelle distance les électrodes proposées par Mask peuvent-elles se trouver à proximité des neurones à partir desquels l'enregistrement est effectué?

Lorsque nous [utilisons la méthode DBS] écrivons l'activité électrique à l'intérieur du cerveau humain, il arrive qu'une personne bouge la main ou éternue, et la pointe de l'électrode bouge un peu, et c'est tout - nous venons de «voir» les neurones, et maintenant nous nous sommes arrêtés. Ou, au contraire, il n'y a pas de neurone près de l'électrode, mais alors une personne fait quelque chose, et le neurone apparaît, et nous voyons une activité importante: les potentiels d'action sur le disque, tout va bien.

Dans quelle mesure ces processus peuvent affecter la localisation, la fixation de l'électrode flexible à un certain point est une bonne question. À en juger par ce qui était à la présentation, ils écrivent souvent le même neurone à partir de deux ou trois contacts. Cette configuration permet, dans ce cas, d'arrêter d'écrire ce neurone à partir d'un des contacts, mais il en restera deux de plus. La densité vous permet de dupliquer des informations.

En ce qui concerne les grandes électrodes, il y a en effet des dommages au cerveau près de l'électrode et une augmentation du tissu conjonctif. Quant à ces petits poils plus fins, nous ne savons pas encore comment le cerveau réagit à cela. Mais plus l'appareil est petit, moins les changements seront directement liés au fait qu'il se trouve quelque part près des tissus nerveux. Il y a une chance que les conséquences de l'implantation de tels fils minces soient négligeables par rapport aux opportunités qu'elles peuvent offrir.

Neuralink aidera-t-il à interagir directement avec les objets virtuels à l'écran, et non avec le curseur de la souris?

Cette option n'est pas exclue. Pour cela, un groupe de neurones doit être isolé au sein du système nerveux, qui contrôlera de manière spécialisée le mouvement de cet objet.
Par exemple, lorsqu'une personne apprend à manipuler des outils, à un certain stade du développement d'une compétence, ils deviennent, pour ainsi dire, un prolongement des mains d'une personne. Des neurones spécialisés apparaissent dans le cortex moteur qui contrôlent la motricité fine nécessaire pour travailler avec un tel instrument. Si nous supposons que la puce Neuralink vous permettra de lire directement le signal de ces neurones, alors les mouvements de la main ne sont plus nécessaires, nous pouvons probablement comparer certains modèles d'activité neuronale et le mouvement de l'instrument et contrôler l'instrument qui utilise déjà la puce.

Lorsque nous bougeons, la rétroaction sensori-motrice est très importante pour nous. À l'intérieur des muscles, il existe un grand nombre d'entrées sensorielles, qui indiquent à quel point le muscle est tendu, combien de systèmes musculaires sont tendus, à quelle vitesse et quelles parties des muscles que nous tendons. Lorsqu'il s'agit d'un objet virtuel, nous ne pouvons évaluer sa vitesse qu'avec nos yeux. C'est utile, mais ce n'est pas la même chose que le toucher.

Quelles maladies le DBS arrête-t-il et Neuralink peut-il potentiellement le faire?

Il semble que la première maladie qui puisse être traitée par électrostimulation du cerveau et approuvée par la FDA soit la maladie de Parkinson. Chez les personnes atteintes de cette maladie, les neurones dopaminergiques meurent. Ils commencent à peine à bouger, ils bougent très lentement et fort, ils commencent à trembler.

Il existe un traitement médicamenteux, et quand à un moment donné il cesse d'aider (et il s'arrête), une telle opération est indiquée. En fait, tout simplement, nous intervenons dans un endroit qui rend la vie difficile aux gens. Sans stimulation, le signal de cette zone n'entre tout simplement pas, mais il le fait avec des interférences, et cela devient plus facile pour une personne.

Il existe plusieurs autres troubles moteurs qui arrêtent la stimulation des mêmes structures et aident également. Il s'agit principalement de dystonie, lorsque les gens ont des mouvements pathologiques opposés: contractions de certains muscles, contractions. Si dans ce cas, le problème ne vient pas des nerfs, mais du cerveau, une telle opération peut être effectuée.

La possibilité d'aider les personnes souffrant de dépression, de troubles obsessionnels compulsifs et de personnes plus proches de la sphère émotionnelle est à l'étude. Mais pour l'instant, ce sont des études théoriques, des protocoles de test, c'est-à-dire pas une procédure clinique de routine, mais des recherches de méthodes d'exposition et de vérification des activités.

Neuralink pourrait-il aider Stephen Hawking?

En ce qui concerne les problèmes du système moteur, il existe deux sources différentes de problèmes: le système nerveux et les muscles. Lorsque le problème commence avec les muscles, puis progressivement, le plus souvent en raison de la réponse immunitaire, les muscles commencent à se dégrader. Le tissu musculaire se contracte et il est impossible de croître davantage. Ce n'est pas un problème du système nerveux, c'est un problème musculaire, c'est-à-dire que vous devez développer un autre muscle à partir d'autres substrats génétiques. Et c'est une question pour le génie génétique, et non pour Neuralink. J'espère qu'un jour ce problème pourra également être résolu, mais pas maintenant.

À propos des neuroprothèses

Fonctionnement des prothèses bioniques

Tous les systèmes d'interface cerveau-machine qui permettent aux personnes paralysées de déplacer quelque chose sont structurés comme ceci: il y a des machines qui, dans le processus, apprennent à décoder ce que veut une personne. Et une personne apprend à envoyer des signaux de la zone dans laquelle l'enregistrement est aussi clair que possible. Les neurones proches de ces contacts peuvent être réorganisés en fonction du type de tâche que le cerveau résout. Si un bras bionique doit être étendu et qu'une tasse est prise, le cerveau commence à se reconstruire, même si au départ ces neurones étaient responsables d'autre chose. Cet ajustement mutuel, qui permet à une personne de déplacer une main bionique, est quelque peu similaire à la façon dont elle a déplacé la sienne avant elle.

Existe-t-il des prothèses neurales avec rétroaction?

En plus d'Ilona Mask, un grand nombre de spécialistes sont impliqués dans les problèmes des personnes qui ont perdu la capacité de se déplacer. Les bioprothèses, les neuroprothèses sont des domaines en plein développement. Les technologies nous permettent de faire de plus en plus de choses nouvelles et plus complexes, y compris le test des mains bioniques avec la possibilité de donner un feedback. Autrement dit, une personne peut utiliser une main bionique pour toucher la surface ou saisir un objet, et les capteurs de celle-ci donnent des informations. Mais là, la situation est telle que des nerfs sains demeurent et que des capteurs du bras bionique y sont réellement attachés, puis des informations sont envoyées le long des nerfs au cerveau - par les canaux qui existent déjà, sont prédisposés, pré-entraînés et formés.


Autant que je sache, Neuralink veut placer ses appareils à deux endroits: dans le moteur et dans le cortex sensoriel. Et envoyez un signal directement à l'écorce. Pour que cela fonctionne, vous devez tout sélectionner très bien et le tester très bien. Maintenant, nous avons une mauvaise idée de comment et sur quel neurone donner la stimulation, quel modèle, à quoi devraient ressembler ces impulsions électriques pour que la connexion que le cerveau reçoit corresponde à ce qui se passe dans le monde réel. Et combien le neurone est capable d'apprendre que ce modèle est spécifié à l'extérieur, plutôt que d'être généré à l'intérieur du réseau neuronal.

Une personne peut-elle sentir la prothèse comme une partie réelle de lui-même?

Oui, il [au fil du temps] commence à sentir la prothèse. Je n'ai pas une telle expérience et j'espère que je ne l'obtiendrai jamais, mais il me semble qu'elle ressemble à une main très, très engourdie, dans laquelle la sensibilité commence à revenir progressivement: elle est toujours aussi faible, toujours mauvaise, mais déjà quelque chose il y en a. C'est bien mieux que lorsque le signal ne passe pas du tout et que la personne ne peut pas voir de ce qu'elle voit: la main bionique serre maintenant la bouteille pour qu'elle tombe, ou pour qu'elle se fissure et se casse.

Combien de temps faut-il pour ressentir le feedback d'une neuroprothèse?

Il est très sensible au contexte. Quand il s'agit d'une personne qui vient de se faire amputer le bras (en raison du danger d'empoisonnement du sang, par exemple), si vous attachez immédiatement des capteurs à ces nerfs et que vous donnez immédiatement un feedback, c'est la meilleure option. Ces nerfs sont en fait encore intégrés dans le réseau, et la durée de leur recyclage dépendra de la qualité de la formation d'une personne. Il me semble que nous parlons d'un délai de l'ordre de deux à trois mois pour apprendre à utiliser cette prothèse au moins sous une certaine forme, et dans la région de l'année - afin de l'utiliser sans stress important. Je me trompe peut-être, il y a très peu d'études de ce type jusqu'à présent et ce sont des cas isolés sur lesquels nous ne pouvons pas fournir de statistiques.

Le cerveau peut-il faire face à des améliorations profondes du corps, comme dans Cyberpunk 2077? Avec une troisième main, par exemple, ou avec l'œil.

_{Tiré du jeu Cyberpunk 2077}

Cela dépendra de l'âge d'une personne pour attacher cette troisième main. Lorsque les réseaux sont mutuellement réglés, il existe des fenêtres critiques lorsque les neurones trouvent des connexions avec d'autres structures dans d'autres noyaux afin de réaliser efficacement certains objectifs, tâches, mouvements et flux de rétroaction en permanence. Si quelque chose s'est mal passé pendant cette période critique, une personne perd souvent simplement la possibilité, par exemple, de contrôler sa main si elle est privée de sa main. Ou percevoir et analyser des informations visuelles s'il a des problèmes avec la rétine ou les yeux. Revenir sur tout et restituer la vision d'une personne, si elle n'avait aucune expérience de la perception et du traitement des informations visuelles dans son enfance, est presque impossible, à notre connaissance. Peut-être que quelque chose va changer en 2077, mais maintenant c'est le cas.

Si vous fantasmez directement, alors si vous voulez quatre autres mains bioniques en plus de vos deux mains, alors vous devez le faire très, très tôt - dans la petite enfance. Mais ici, de nombreux problèmes éthiques se posent, car l'enfant est petit, personne ne lui demande, et on ne sait pas très bien quelle devrait être cette justification pour décider de telles influences avec des conséquences peu claires à l'avenir.

À propos du cerveau

Est-il possible d'influencer la sphère émotionnelle avec l'électricité?

La dystonie et la maladie de Parkinson sont une violation de l'activité des structures cérébrales très profondes qui sont responsables de l'initiation du mouvement, le choix entre plusieurs programmes moteurs différents. Il y a très près des domaines émotionnels qui sont associés à la motivation: choisir et démarrer un mouvement particulier. En fait, après avoir légèrement décalé la position de l'électrode, nous pouvons déjà influencer la sphère émotionnelle.

Il y a des indications que certaines personnes avec une telle électrode commencent à changer dans la sphère associée aux émotions et aux habitudes. En général, la maladie de Parkinson peut conduire une personne à devenir un joueur pathologique qui va au casino, ou il a des épisodes de jalousie pathologique, des explosions de colère et des changements d'humeur. Parfois, cela se produit avant le traitement et après son retrait. Cela se produit dans l'autre sens: tout était en ordre chez une personne, puis ils lui ont mis une électrode et ont commencé à influencer la sphère, qui est associée à l'impulsivité, à la compulsivité et aux réactions.

J'ai dit que dans le grand noyau de DBS, il existe plusieurs contacts différents et plusieurs programmes de stimulation différents. Nous pouvons changer la fréquence d'exposition et quels contacts spécifiques seront actifs. Vous pouvez changer les contacts, réduire légèrement l'amplitude ou la fréquence de la stimulation - augmenter ou diminuer. Mais ce n'est que du chamanisme, lorsque par essais et erreurs nous essayons de choisir ce qui aidera une personne à bien bouger et en même temps ne compliquera pas sa vie.

Existe-t-il une carte exacte du cerveau?

Il existe une précision différente. À l'intérieur du cerveau, il existe différentes structures: des noyaux qui ont des frontières, et entre eux se trouve la matière blanche, qui relie, en fait, une structure à une autre. Il s'agit d'une accumulation de cellules nerveuses, et une erreur de 1 mm peut affecter de manière significative les effets que nous obtenons de la stimulation.

Quand on parle du cortex, les choses sont un peu plus compliquées. Il existe des zones sensorimotrices dans lesquelles il existe une topographie; il y a des zones associées au mouvement ou à la sensation des mains, du toucher, des signaux de douleur; avoir des jambes; avoir un visage. Et tout cela est marqué le long du cortex - à la fois sensoriel et moteur - et la reconfiguration de ces zones est possible. Pour les personnes qui, pour une raison quelconque, perdent leur main, la zone qui était responsable de la gestion de cette main peut être reconstruite et commencer à interagir avec d'autres zones, par exemple, avec une partie du visage.

Si nous parlons du cortex, nous devons d'abord examiner quelle zone spécifique et quelles fonctions spécifiques sont associées à ces neurones que nous pouvons enregistrer. Et puis regardez: pouvons-nous les former pour répondre à nos besoins. Autrement dit, vous pouvez essayer de recycler ces neurones.

Pourquoi avez-vous besoin d'être conscient pendant la chirurgie cérébrale?

Lorsque nous insérons une électrode dans le cerveau d’une personne, nous devons nous assurer qu’elle obtient l’effet dont elle a besoin et n’obtient aucun effet secondaire. Si vous réveillez une personne et demandez ce qu'elle pense, ce qu'il ressent et s'il a des effets secondaires de la stimulation, cela vous permet de choisir un meilleur emplacement de l'électrode, et il est tout simplement préférable d'aider la personne. Par conséquent, de nombreuses opérations cérébrales sont effectuées dans l'esprit, afin de ne pas aggraver les choses. Nous vérifions immédiatement la stimulation du test dans le processus. À ce stade, les scientifiques ont la possibilité de recueillir un ensemble inestimable d'informations sur le fonctionnement et le fonctionnement du cerveau humain. C'est une chose mutuellement bénéfique qui aide à la fois le patient et le scientifique.

Il n'y a pas de récepteurs de douleur à l'intérieur du cerveau - l'essentiel est que le patient souffre d'analgésie à la surface des os et de la peau. Et à l'intérieur, le maximum qui se produit est la stimulation, et une personne cesse de parler normalement, du «porridge» apparaît dans sa bouche. Mais nous ne voulons pas qu'une personne avec une électrode ait de la «bouillie» dans sa bouche, et nous essayons de réorganiser l'électrode là où il n'y a pas de bouillie.

Les scientifiques comprennent-ils au moins quelque chose sur les images abstraites et conceptuelles?

Le plus souvent, la recherche biomédicale liée aux humains vise à aider les personnes chez qui quelque chose s'est produit. Et comme il n'y a pas de tâche biomédicale pour étudier les abstractions, et c'est plutôt de la simple curiosité, des questions éthiques se posent dans de telles études. Par conséquent, avec les abstractions, tout est très compliqué. Par rapport aux systèmes moteurs ou visuels, nous ne les comprenons pas bien: qu'est-ce qui est possible et qu'est-ce qui n'est pas possible? Et si on y grimpe, quelles conséquences cette intervention peut-elle entraîner?

Il y a une histoire sur les «neurones Jennifer Aniston» et les «neurones Holly Berry». Parfois, il est possible de trouver de tels neurones intéressants qui répondent à une personne spécifique ou à une image spécifique. Cela a été découvert lorsque les patients épileptiques ont été vérifiés où se trouvaient les foyers. Et très souvent, ils sont situés dans le lobe temporal, ce qui est associé à la parole et à la perception des images. Il semble qu'il y ait encore un neurone Star Wars qui ne réagit pas à l'image spécifique de Dark Vador, mais à tout ce qui est lié à Star Wars. Si nous imaginons que nous pouvons stimuler les neurones conceptuels, je suppose que nous pouvons également amener les gens à penser à Jennifer Aniston, Holly Berry ou Star Wars. Mais nous pouvons dire le même nom de la même manière, et de la même manière ce neurone sera excité, et ce sera la même chose. Pourquoi grimper une personne dans le cerveau pour cela n'est pas très clair.

Est-il possible de générer des sensations dans le corps? Disons «gratter» le talon.

Cela dépend de ce qui est avec ce talon. Si un insecte rampe dessus, vous pouvez essayer de marteler ce canal sensoriel, d'agir sur lui et de «dire»: [il n'y a pas d'insecte], maintenant ils cliquent simplement fort sur cet endroit. Mais dès que vous supprimez ce signal, une irritation directe sur le talon donnera probablement à nouveau un signal, et la personne dira: non, démangeaisons à nouveau.

Est-il possible de ne pas épeler des mots, mais de les «penser» immédiatement?

La question est en partie philosophique. Il n'y a pas d'études qui montrent la faisabilité technique de le faire au niveau actuel. Bien qu'il y ait probablement des gens qui essaient de faire quelque chose dans ce domaine. Il y a une option, par exemple, pour prendre des signaux des nerfs qui vont aux cordes vocales, à la langue, aux lèvres, et voir si nous pouvons comprendre quelque chose sur ce qu'une personne veut dire sur la base des informations motrices de l'appareil d'articulation.

Il y a la zone de Broca , il y a la zone de Wernicke , il y a des chemins entre eux, et l'ensemble du système est très compliqué pour notre compréhension actuelle. Malheureusement, c'est la même histoire quand on sait comment le casser, mais pas comment le réparer. Casser est plus facile.

Comment les gens maîtrisent-ils même la langue?

Mes idées sur le langage et comment tout cela fonctionne dans le cerveau ont été formées sur la base du livre Language as Instinct de Stephen Pinker. Il s'agit d'un livre assez ancien, il a été traduit en russe en 2009 et l'original a été publié en 1994. Pinke promeut l'idée que la maîtrise de la langue est un instinct, c'est-à-dire qu'à l'intérieur du cerveau il y a un substrat sur lequel la langue est formée. De plus, nous savons que si une personne a vécu en dehors de sa langue jusqu'à un âge critique, elle ne peut pas la maîtriser. Mowgli, qui vivait quelque part en Inde avec des loups jusqu'à l'âge de 10 à 12 ans, n'a tout simplement pas pu maîtriser la langue comme technique de communication. Il y a des fenêtres critiques, et pour bien maîtriser la langue, vous devez être dans le contexte de la parole et de la communication pendant trois ans maximum. Après trois, ça empire déjà, mais la personne est toujours capable de maîtriser des conceptions simples,bien que très probablement il ne «respire pas sa langue».

Quand un délai est fixé pour maîtriser une langue, ce n'est pas très clair. Les caractéristiques individuelles peuvent affecter, pour certains, ces fenêtres se ferment un peu plus tôt, pour d'autres plus tard. Autant que je sache, dans la région des 8 à 9 ans, le train part.

Est-il possible d'insérer une clé USB dans le cerveau et d'y accéder?

La mémoire est particulièrement difficile. Compte tenu de la force qui a déjà été enterrée là-bas et de ce que nous savons, il est très difficile de tout intégrer dans une sorte de concept compréhensible qui peut être dit.

La mémoire dans le cerveau est un système dynamique dans lequel les processus de mémorisation et d'oubli sont dans un certain équilibre et en même temps à différentes échelles.

• Vous vous souvenez du nombre qui vous a été dicté: vous le lisez et tapez - c'est de la mémoire temporaire, vous pouvez vous souvenir de 7 (plus ou moins deux) caractères.
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La mémoire est un concept très complexe, surtout si nous parlons du cerveau, du comportement et de la façon dont le cerveau interagit avec l'environnement dans tous les contextes qui existent. Mais même en ce qui concerne la mémoire et les concepts épisodiques, nous comprenons très mal comment tout est mis en œuvre dans le cerveau.

Nous avons un hippocampe, et au sein de cet hippocampe il y a une consolidation de la mémoire à long terme. En ce qui concerne les réflexes conditionnés, nous ne pouvons que décrire approximativement le processus des événements. Nous ne pouvons rien dire sur la formation du neurone Jennifer Aniston. Le fait qui conduit à la formation du neurone Jennifer Aniston, mais le neurone Leah Akhedzhakova - non, nous ne pouvons pas non plus.

Fondamentalement, dans le cerveau, il n'y a pas de séparation entre le support d'informations et le processeur qui traite ces informations. Chaque fois qu'une personne se souvient de quelque chose, elle change un peu le réseau dans lequel ces informations sont stockées. Dans le même temps, la mémoire dépend beaucoup de la profondeur du traitement de l'information, de la façon dont vous vous y êtes habitué. Comment corréler tout cela avec un lecteur flash n'est pas clair.

À propos de la science

Est-il intéressant pour un scientifique russe de travailler chez Neuralink?

Il serait certainement très intéressant pour moi de travailler sur un tel projet. Mais je ne comprends pas encore vraiment comment tout sera organisé pour eux en termes d'organisation et de corrélation des problèmes techniques avec les problèmes fondamentaux. Parce que j'aime la science fondamentale, j'aime beaucoup les questions de «comment» et «pourquoi»: «comment ça marche» et «pourquoi ça marche de cette façon», et non «comment faire quelque chose» et «pourquoi ça ne marche pas». Il s'agit d'un projet technique dans lequel il existe des problèmes et des tâches de complexité très ambitieux qui ne peuvent être résolus sans comprendre comment tout ce [travail cérébral] est fondamentalement organisé au niveau de base.

Par exemple, comment l'encodage des mêmes mouvements se produit-il dans le cerveau? Lorsque nous parlons du cortex moteur - c'est ce qu'on appelle les motoneurones supérieurs, ceux qui sont responsables du concept de mouvement. À l'intérieur du cerveau, il existe encore un certain nombre de zones motrices qui sont chargées de s'assurer que le signal atteint le muscle spécifique le long du nerf. Ils sont situés dans le cortex cérébral avec une transition vers la moelle épinière. Là, un signal est déjà envoyé spécifiquement à un muscle spécifique: afin de plier un doigt à 45º dans une certaine phalange.

Dans le cortex lui-même, un concept est mis en œuvre. Et à quoi ressemble ce concept, comment ces nombreuses représentations conflictuelles et ces programmes moteurs sont-ils liés? Toutes ces machines ne nous sont connues qu'en théorie. Comment tout cela est mis en œuvre, et quelles sont les solutions possibles à tant de problèmes techniques dans le cerveau, est une question très intéressante.

La science russe peut-elle offrir quelque chose à Neuralink?

Nous n'avons pas tellement développé la neurobiologie, il n'y a pas beaucoup de laboratoires de neurobiologie. Et le gros problème est que l'équipement de presque n'importe quel laboratoire perd au profit de l'équipement d'un laboratoire américain ou européen. Notre base matérielle et technique est souvent sensiblement plus faible.

Je dirais que l'Europe et la Russie sont fortes en concepts, nous en avons beaucoup qui sont impliqués en théorie. L'Amérique est forte dans les choses appliquées, elle peut traduire des idées et des concepts en un produit qui peut être vendu, capitalisé, mis sur le marché, échangé, et c'est tout. Ce sont des génies financiers.

En même temps, il me semble que le flux de scientifiques aux USA est recruté, le plus souvent en Inde, en Chine et en Europe. Ils ont, bien sûr, une très jeune nation, des scientifiques de la 4e-5e génération d'Américains, je ne sais pas grand-chose. Presque tous les Américains qui viennent sont des Chinois [ethniques], des Coréens, des Indiens, des Irlandais.

Quant à nous, la Russie, nous avons un avantage. Il n'y a pas de comités d'éthique aussi sérieux. Pour mener une étude en Europe ou aux USA, elle doit être coordonnée dans 10 mille autorités au stade initial. Et avec nous, c'est beaucoup plus facile à organiser. Nous avons beaucoup moins d'institutions qui s'occupent du respect des droits dans toutes les virgules et gribouillis - animaux, personnes. Je ne sais pas à quel point c'est bon ou mauvais, mais, néanmoins, pour la science, c'est un bonus. Parce que ce qui est difficile et très coûteux à réaliser en Europe du point de vue de la recherche expérimentale est beaucoup plus facile à organiser en Russie.

Le deuxième point est le travail théorique: concepts, vérification des idées, travail avec des bases de données ouvertes et vérification des idées dans le format: «Nous avons eu une si bonne idée, nous avons regardé ce que nous avons fait dans le monde et sur la base des données que nous n'avons pas recueillies trouvé une chose si intéressante. "

Comment les expériences sur les animaux vont-elles généralement aux humains?

Pour mener des expériences même sur des animaux, vous avez besoin de l'approbation de la commission. Presque chaque établissement universitaire a un comité d'éthique. Cela s'applique même aux souris. Je ne connais pas la drosophile, mais il me semble qu’avec les mouches et les petits vers Caenorhabditis elegans, aucune commission n’est encore nécessaire pour mener des expériences sur eux. Mais si vous voulez insérer une électrode dans le cerveau d'une souris ou d'un rat et voir comment elle se sentira, vous avez besoin de l'approbation de la commission.

Vous devez prouver que vous êtes prêt à mener ces études et que vous en avez besoin. Autrement dit, il n'y a pas d'autre moyen d'obtenir les informations dont vous avez besoin. Vous vérifiez et collectez des données sur sa sécurité, qu'elle provoque une sorte d'inflammation ou autre chose. Il est clair que vous ne pouvez pas vous assurer à 100%, mais vous devez avoir certaines raisons: qu'allez-vous faire, ce qui peut mal tourner. La Commission examine les arguments et décide que l'étude sous cette forme peut être approuvée.

La commission comprend des médecins - exactement les mêmes collègues scientifiques qui sont guidés par certains principes: si l'animal souffrira, combien cette souffrance est nécessaire, si elle peut être réduite. Toute opération sur un animal n'est généralement pas une expérience très agréable pour lui. Nous ne pouvons pas demander, mais nous supposons.

En ce qui concerne les gens, les choses se compliquent. La commission n'est plus uniquement interne, notamment en matière de recherche innovante. La même FDA s'est engagée à considérer la technologie et les médicaments: tout sur les personnes et leur santé, et à évaluer les risques. Est-il possible de mener spécifiquement cette étude sous la forme dans laquelle elle se trouve? Y a-t-il suffisamment d'informations sur les animaux?

De plus, selon ce qui est testé, parfois tout commence avec des volontaires sains qui sont testés avec une concentration limitée de médicaments. Parfois, lorsqu'il s'agit de maladies graves et qu'une personne en bonne santé ne peut rien vérifier, les personnes blessées sont amenées dans le groupe. Par exemple, avec une fracture de la colonne vertébrale, qui a entraîné une paralysie des bras et des jambes. Ou les patients cancéreux - la chimiothérapie est souvent testée chez l'homme, car c'est leur seule chance de survie. Dans ce cas, il est beaucoup plus facile d'obtenir l'approbation et l'autorisation, même avec certains doutes quant à la sécurité totale.

Que lire sur la science et le cerveau si vous n'êtes pas un scientifique mais que cela vous intéresse?

Il me semble que la connaissance du sujet commence avec Eugenia Timonova et «Tout est comme des animaux». Ensuite, les gens passent par l'entonnoir de la série de livres «Elements». Et si vous comprenez déjà tout sur les «Éléments» et que vous souhaitez continuer, vous pouvez aller sur le site Web de Biomolécule - c'est un site scientifique populaire pour ceux qui veulent comprendre tous les détails. Il y a des articles sur les neuro-prothèses et à l'automne, il y aura un article sur Neuralink - sur la façon dont tout est organisé là-bas et à quoi il sert. En outre, il existe de nombreux documents sur la biologie moléculaire, la génétique, la biochimie, la neurobiologie et les applications médicales. Par exemple, sur l'avenir des implants cochléaires.