O neurofisiologista discute o projeto Neuralink e fala sobre o trabalho do cérebro "nos dedos"

_{Esquerda - neurofisiologista Elena Belova, direita - robô cirurgião Neuralink}

No verão de 2019, ocorreu uma apresentação da startup Neuralink , cujo objetivo é criar uma interface cérebro-máquina. Elon Musk disse que a empresa conseguiu se exercitar por vários anos desde o momento de sua fundação. Introduziu um cirurgião robô, threads flexíveis para conectar chips ao cérebro e algoritmos de processamento de sinais eficientes. Nos reunimos com um neurofisiologista para falar sobre o que é o Neuralink: negócios e marketing, ou um verdadeiro avanço científico?

Elena Belova, bioquímica e bioinformática da educação, neurofisiologista e ilustradora da profissão, pesquisadora sênior do Laboratório de Neurofisiologia Celular do Instituto de Física Química, pacientemente respondeu a perguntas.

Perguntas estúpidas foram feitas por Ivan Zvyagin, que leu vários livros científicos populares sobre função e evolução do cérebro.

_{A versão em áudio da conversa está no podcast Habr Special. Você pode ouvi-lo não apenas no SoundCloud, mas também em outras plataformas}

Sobre o Neuralink e seus análogos

O que há de novo nos threads e processadores do Neuralink?

Quando na Rússia as pessoas falam sobre a interface cérebro-computador, na maioria das vezes trata-se de um chapéu em vez de um joystick e de controlar a máquina com o "poder do pensamento". E aqui tudo é sério. Musk vai expandir as possibilidades de tratamento e reabilitação, o conhecimento de como nosso cérebro funciona. Isso é muito legal.


_{O fio A é 16 vezes mais fino que um cabelo humano}

Quando Musk apresentou esse projeto, ele mencionou coisas que já existiam antes do Neuralink. Entre esses métodos - estimulação cerebral profunda (profunda), em inglês - Estimulação Cerebral Profunda. Este é o método que eu faço no meu laboratório. Também existem métodos quando as pessoas abrem a caixa do crânio e colocam um eletrodo na superfície do cérebro para registrar potenciais e atividades elétricas do córtex cerebral. No primeiro caso, registramos núcleos subcorticais profundos, no segundo - o córtex. Dependendo do que e onde escrevemos, diferentes tarefas podem ser resolvidas.

Eles não propuseram nada fundamentalmente novo do ponto de vista da abordagem. Isso é precisamente uma redução de escala, um aumento no número de fluxos de gravação e um processamento mais rápido, com a capacidade de analisar em tempo real, sem transferir dados para supercomputadores.

O que há de errado com as tampas de EEG?

Beanie é um método disponível muito comum. Um eletroencefalograma é um dos primeiros métodos de pesquisa cerebral. O problema é que captamos um sinal muito fraco e muito generalizado da superfície da [cabeça], o que é muito difícil de analisar e interpretar. Você pode compará-lo com uma tentativa de entender o que está acontecendo, por exemplo, em algum lugar da cidade, retirando a luz do espaço. Sinal muito, muito fraco e muito grande. Certamente, quando uma atividade síncrona de um grande número de neurônios ocorre em algum lugar, notamos isso no eletroencefalograma, mas se mecanismos mais delicados forem interessantes, a partir dessa distância e com uma sensibilidade do sinal nada funcionará.

O que é estimulação cerebral profunda?

DBS são peças muito grandes e muito invasivas. Para imaginar o que é, imagine que você torceu uma caneta esferográfica e pegou uma vara de lá. A espessura e o tamanho do eletrodo são aproximadamente iguais aos de uma caneta esferográfica - cerca de 2 mm de diâmetro. Uma coisa tão grande, que é anexada ao revestimento do osso do crânio. Além disso, com esse eletrodo, uma pessoa caminha profundamente no cérebro por décadas, até a morte. Essa técnica permite aliviar significativamente os sintomas da doença com a qual ele vem, de acordo com as indicações para a cirurgia.



A manutenção consiste em trocar as pilhas do dispositivo. Como se trata de estimulação elétrica, você precisa de uma fonte de energia que precise ser substituída. Embora não exista fonte de alimentação em miniatura e poderosa o suficiente por 30 a 40 anos para durar sem substituição.

Um fio sai do crânio de uma pessoa e, em seguida, o cirurgião o conduz sob a pele até o esterno, onde coloca um estimulador. Esta é considerada uma opção mais segura do que fora do crânio. Em primeiro lugar, não seria muito bonito. E segundo, se você bater acidentalmente de repente, a área do esterno é uma das partes mais protegidas do corpo.

Essa tecnologia tem quase 30 anos e, com esses dispositivos, dezenas, senão centenas de milhares de pessoas em todo o mundo vão. Ela provou a si mesma, e agora essa é uma das maneiras de ajudar pessoas a quem nada mais ajuda - nem medicamente nem invasivamente.

Os eletrodos têm revestimento, isolamento e de 4 a 12 contatos, dependendo da marca de um dispositivo e finalidade específicos. Eles diferem no comprimento da região ativa que pode ser estimulada. Os contatos permitem 30 anos para obter uma boa qualidade de estímulo, mas não se fala em gravação. Ou seja, não é necessária uma alta resistência, o que permitirá enviar um sinal elétrico para uma área pequena. É apenas uma estimulação.

Por que o sinal do cérebro para os eletrodos se deteriora com o tempo?

Existem muitas técnicas que permitem gravar um sinal com sensibilidade. A questão é o tamanho do dispositivo que permite gravá-lo. A Neuralink conseguiu fabricar eletrodos em miniatura e argumentou que, para todo o seu tamanho em miniatura, a relação sinal / ruído é suficiente para que eles obtenham um bom registro. Uma pergunta separada será quanto tempo eles poderão receber essa gravação sem deteriorar a qualidade do sinal, porque o cérebro é bioquimicamente ativo e pode afetar a resistência do sensor, quanto menor o sensor, maior a chance de algo dar errado.

O marketing e os negócios da Neuralink são verdadeiros ou a ciência está avançando?

Como cientista, vejo aqui um recurso gigantesco para a ciência fundamental.

Existem duas grandes áreas na neurobilogia. No primeiro estudamos animais. Mas eles são mais simples, muitos experimentos são muito difíceis de realizar. Digamos que um macaco não possa articular e pronunciar palavras, e não sabemos como ele organiza as áreas motoras associadas à língua e às cordas vocais durante a fala.


_{Rato USB para laboratório Nueralink}

Quando falamos em obter dados sobre uma pessoa, somos confrontados com uma enorme quantidade de experiência subjetiva, com requisitos éticos muito rigorosos e com tecnologias muito fracas que foram testadas e aprovadas para uso em seres humanos.

Para aprender algo sobre o cérebro humano, você pode usar os registros de sua atividade elétrica, que são feitos durante quase todas as operações por razões médicas. Na maioria das vezes, estamos falando de distúrbios motores e estimulação cerebral profunda.

Agora eles [Neuralink] dizem que o desempenho de seus chips e a quantidade de dados recebidos aumentam significativamente. Essa é uma base muito legal para obter algo realmente interessante.

Como o Neuralink pode não danificar o cérebro em movimento, introduzindo um monte de tópicos?

_{Para o impressionável: a imagem não é o cérebro, mas a geléia que a simula. Robô e linhas reais}

O principal problema com as operações no cérebro é que ele é penetrado pelos vasos sanguíneos. É muito ruim danificar os vasos sanguíneos, uma hemorragia cerebral é uma coisa muito desagradável que pode levar a um micro derrame ou morte. Evitar os vasos sanguíneos é a primeira tarefa mais importante que fala sobre a segurança de todo o procedimento. Embora ela não diga nada sobre eficácia.

Em seguida, surge a questão de consertar esses eletrodos. Se falamos de estimulação profunda, o eletrodo é fixado diretamente no crânio - há um orifício, um remendo é parafusado de uma maneira especial e a almofada na qual esse eletrodo é fixado com rigidez absoluta.

Com fios flexíveis não é muito claro. Em um adulto, a mobilidade cerebral é limitada. Em crianças pequenas, o cérebro pode variar significativamente em diâmetro. Suspeito que, perto de grandes vasos, o cérebro pulsue mais do que longe deles. No entanto, você pode tentar consertar o eletrodo para que ele fique mais ou menos na mesma área. A boa pergunta é: até que ponto os eletrodos que Mask oferece podem estar próximos dos neurônios dos quais a gravação está sendo feita?

Quando nós [usamos o método DBS] escrevemos atividade elétrica dentro do cérebro humano, acontece que uma pessoa move a mão ou espirra, e a ponta do eletrodo muda um pouco, e isso é tudo - nós apenas "vimos" os neurônios e agora paramos. Ou, pelo contrário, não há neurônio perto do eletrodo, mas então uma pessoa faz alguma coisa, e o neurônio aparece, e vemos uma atividade significativa: os potenciais de ação registrados, está tudo bem.

Quanto esses processos podem afetar a localização, fixar o eletrodo flexível em um determinado ponto é uma boa pergunta. A julgar pelo que estava na apresentação, eles costumam escrever o mesmo neurônio a partir de dois ou três contatos. Essa configuração permite, nesse caso, parar de gravar esse neurônio a partir de um dos contatos, mas mais dois permanecerão. Densidade permite duplicar informações.

Quando se trata de eletrodos grandes, de fato, há algum dano no cérebro próximo ao eletrodo e um aumento no tecido conjuntivo. Quanto a esses pêlos pequenos e finos, ainda não sabemos como o cérebro reage a isso. Porém, quanto menor o dispositivo, menos alterações estarão diretamente relacionadas ao fato de estar em algum lugar próximo dos tecidos nervosos. Há alguma chance de que as conseqüências da implantação de fios tão finos sejam desprezíveis em comparação com as oportunidades que eles podem oferecer.

O Neuralink ajudará a interagir com objetos virtuais na tela diretamente, e não com o cursor do mouse?

Esta opção não está excluída. Para isso, um grupo de neurônios deve ser isolado dentro do sistema nervoso, que irá controlar de forma especializada o movimento desse objeto.
Digamos, quando uma pessoa aprende a lidar com ferramentas, em um certo estágio do desenvolvimento de uma habilidade, ela se torna, por assim dizer, uma extensão das mãos de uma pessoa. Neurônios especializados aparecem no córtex motor que controlam as habilidades motoras finas necessárias para trabalhar com esse instrumento. Se assumirmos que o chip Neuralink permitirá que você leia diretamente o sinal de tais neurônios, os movimentos das mãos não são mais necessários, provavelmente podemos comparar certos padrões de atividade neuronal e o movimento do instrumento e controlar o instrumento que já está usando o chip.

Quando nos movemos, o feedback sensório-motor é muito importante para nós. Dentro dos músculos, há um grande número de estímulos sensoriais, que indicam quão tensos os músculos estão agora, quantos sistemas musculares estão tensos, a que velocidade e que partes dos músculos estamos sobrecarregando. Quando se trata de um objeto virtual, podemos avaliar sua velocidade apenas com nossos olhos. É útil, mas não é o mesmo que toque.

De que doenças o DBS para e o Neuralink pode potencialmente ser capaz?

Parece que a primeira doença que pode ser tratada por eletroestimulação do cérebro e aprovada pelo FDA é a doença de Parkinson. Nas pessoas com esta doença, os neurônios da dopamina morrem. Eles mal começam a se mover, se movem muito devagar e com força, começam a tremer.

Existe terapia medicamentosa e, quando, em algum momento, para de ajudar (e para), essa operação é indicada. De fato, simplesmente, interferimos em um lugar que dificulta a vida das pessoas. Sem estímulo, o sinal dessa área simplesmente não entra, mas o faz com interferência, e fica mais fácil para uma pessoa.

Existem vários outros distúrbios motores que impedem o estímulo das mesmas estruturas e também ajudam. Isso é principalmente distonia, quando as pessoas têm movimentos patológicos opostos: contrações de certos músculos, espasmos. Se, neste caso, o problema não estiver nos nervos, mas no cérebro, essa operação poderá ser realizada.

A possibilidade de ajudar pessoas com depressão, transtorno obsessivo-compulsivo e aqueles que estão mais próximos da esfera emocional está sendo estudada ativamente. Mas, por enquanto, são estudos teóricos, protocolos de teste, ou seja, não um procedimento clínico de rotina, mas buscam métodos de exposição e verificação de atividades.

O Neuralink poderia ajudar Stephen Hawking?

Quando se trata de problemas com o sistema motor, existem duas fontes diferentes de problemas: o sistema nervoso e os músculos. Quando o problema começa com os músculos, então gradualmente, na maioria das vezes devido à resposta imune, os músculos começam a se degradar. O tecido muscular se contrai e é impossível crescer ainda mais. Isso não é um problema do sistema nervoso, é um problema muscular, ou seja, você precisa crescer outro músculo a partir de outros substratos genéticos. E essa é uma pergunta para a engenharia genética, e não para o Neuralink. Espero que um dia esse problema também possa ser resolvido, mas não agora.

Sobre próteses neuro

Como funcionam as próteses biônicas

Todos os sistemas de interface cérebro-máquina que permitem que pessoas paralisadas movam algo são estruturados assim: existem máquinas que, no processo, aprendem a decodificar o que uma pessoa deseja. E uma pessoa aprende a enviar sinais da área em que a gravação é a mais clara possível. Os neurônios próximos a esses contatos podem ser reorganizados, dependendo do tipo de tarefa que o cérebro resolve. Se um braço biônico precisa ser estendido e uma xícara é tomada, o cérebro começa a se reconstruir, mesmo que inicialmente esses neurônios fossem responsáveis ​​por outra coisa. Esse ajuste mútuo, que permite que uma pessoa mova uma mão biônica, é um pouco semelhante à forma como ela moveu a sua antes dela.

Existem próteses neurais com feedback?

Além da Ilona Mask, um grande número de especialistas está envolvido nos problemas de pessoas que perderam a capacidade de se mover. Biopróteses, neuro-próteses são áreas de rápido desenvolvimento. As tecnologias nos permitem fazer coisas cada vez mais novas e mais complexas, incluindo testes de mãos biônicas com a capacidade de fornecer feedback. Ou seja, uma pessoa pode usar uma mão biônica para tocar a superfície ou agarrar um objeto, e os sensores dela devolvem as informações. Mas aí a situação é tal que nervos saudáveis ​​permanecem e sensores do braço biônico são realmente conectados a eles, e então a informação é enviada ao longo dos nervos para o cérebro - através dos canais que já existem, são predispostos, pré-treinados e formados.


Até onde eu entendi, o Neuralink quer colocar seus dispositivos em dois lugares: no motor e no córtex sensorial. E envie um sinal diretamente para a casca. Para que isso funcione, você precisa selecionar tudo muito bem e testá-lo muito bem. Agora, temos uma péssima idéia de como e em que neurônio dar estímulo, qual padrão, como esses impulsos elétricos devem parecer, para que a conexão que o cérebro receba corresponda ao que está acontecendo no mundo real. E quanto o neurônio é capaz de aprender que esse padrão é especificado externamente, em vez de ser gerado de dentro da rede neural.

Uma pessoa pode sentir a prótese como uma parte real de si mesma?

Sim, ele [com o tempo] começa a sentir a prótese. Não tenho essa experiência e espero que nunca a consiga, mas parece-me que parece uma mão muito, muito entorpecida, na qual a sensibilidade começa a retornar gradualmente: ainda é tão fraca, ainda é ruim, mas já é algo existe Isso é muito melhor do que quando o sinal não sai e a pessoa não pode ver pelo que vê: a mão biônica está agora apertando a garrafa para que ela caia ou quebre e quebre.

Quanto tempo leva para receber feedback de uma prótese neuro?

É muito sensível ao contexto. Quando se trata de uma pessoa que acabou de amputar o braço (por causa do perigo de envenenamento do sangue, por exemplo), se você “animar” imediatamente anexa sensores a esses nervos e imediatamente dá feedback - essa é a melhor opção. Na verdade, esses nervos ainda estão embutidos na rede, e quanto tempo eles terão que ser reciclados dependerá de quão bem uma pessoa é treinada em princípio. Parece-me que estamos falando de um período da ordem de dois a três meses para aprender a usar esta prótese pelo menos de alguma forma e na região do ano - para usá-la já sem estresse significativo. Talvez eu esteja enganado, existem muito poucos estudos até agora e esses são casos isolados nos quais não podemos contar estatísticas.

O cérebro pode lidar com atualizações profundas do corpo, como no Cyberpunk 2077? Com uma terceira mão, por exemplo, ou com os olhos.

_{Pontapé do jogo Cyberpunk 2077}

Depende da idade de uma pessoa para anexar esta terceira mão. Quando as redes são sintonizadas mutuamente, existem algumas janelas críticas quando os neurônios encontram conexões com outras estruturas em outros núcleos, a fim de realizar com eficiência algumas metas, tarefas, movimentos e fluxos de feedback constantemente lá. Se algo desse errado durante esse período crítico, uma pessoa geralmente perde a oportunidade, por exemplo, de controlar sua mão se for privada dela. Ou perceba e analise informações visuais se ele tiver problemas com a retina ou os olhos. Voltar tudo e retornar a visão de uma pessoa, se ela não tiver experiência em perceber e processar informações visuais em sua infância, é quase impossível, tanto quanto sabemos agora. Talvez algo mude em 2077, mas agora é esse o caso.

Se você fantasia diretamente, então, se quiser mais quatro mãos biônicas além das duas, precisará fazer isso muito, muito cedo - na infância. Mas aqui surgem muitos problemas éticos, porque a criança é pequena, ninguém pergunta a ela, e não está muito claro qual deve ser essa justificativa para decidir sobre essas influências, com conseqüências não muito claras no futuro.

Sobre o cérebro

É possível influenciar a esfera emocional com eletricidade?

A distonia e a doença de Parkinson são uma violação da atividade de estruturas cerebrais muito profundas responsáveis ​​pelo início do movimento, a escolha entre vários programas motores diferentes. Há muito perto das áreas emocionais associadas à motivação: escolher e iniciar um movimento específico. De fato, tendo mudado ligeiramente a posição do eletrodo, já podemos influenciar a esfera emocional.

Há indícios de que algumas pessoas com esse eletrodo começam a mudar na esfera associada a emoções e hábitos. Em geral, a doença de Parkinson pode levar a pessoa a se tornar um jogador patologicamente que vai ao cassino ou tem episódios de ciúmes patológicos, explosões de raiva e mudanças de humor. Às vezes, isso acontece antes do tratamento e após a remoção. Acontece o contrário: tudo estava em ordem na pessoa e, em seguida, eles colocaram um eletrodo nele e começaram a influenciar a esfera, que está associada à impulsividade, compulsividade e reações.

Eu disse que no grande núcleo do DBS existem vários contatos diferentes e vários programas de estimulação diferentes. Podemos alterar a frequência da exposição e quais contatos específicos estarão ativos. Você pode alterar os contatos, reduzir ligeiramente a amplitude ou a frequência da estimulação - aumentar ou diminuir. Mas isso é tudo xamanismo, quando, por tentativa e erro, tentamos escolher o que ajudará uma pessoa a se mover bem e, ao mesmo tempo, não complicará sua vida.

Existe um mapa exato do cérebro?

Há uma precisão diferente. Dentro do cérebro existem estruturas diferentes: núcleos que têm limites e, entre eles, a substância branca, que conecta, de fato, uma estrutura à outra. Isso é um acúmulo de células nervosas, e um erro de 1 mm pode afetar significativamente os efeitos que obtemos da estimulação.

Quando falamos sobre o córtex, as coisas são um pouco mais complicadas. Existem áreas sensório-motoras em que existe uma topografia; existem áreas associadas ao movimento ou sensação das mãos, toque, sinais de dor; tem pernas; tenha um rosto. E tudo isso é marcado ao longo do córtex - sensorial e motor - e a reconfiguração dessas áreas é possível. Para as pessoas que, por algum motivo, perdem a mão, a área responsável por controlar essa mão pode ser reconstruída e começar a interagir com outras áreas, por exemplo, com uma parte do rosto.

Se estamos falando sobre o córtex, precisamos primeiro examinar qual zona específica e quais funções específicas estão associadas aos neurônios que podemos registrar. E então olhe: podemos treiná-los para responder conforme necessário. Ou seja, você pode tentar treinar esses neurônios.

Por que você precisa estar consciente durante uma cirurgia no cérebro?

Quando inserimos um eletrodo no cérebro de uma pessoa, devemos garantir que ela obtenha o efeito de que precisa e que não tenha efeitos colaterais. Se você acordar uma pessoa e perguntar o que ela pensa, o que ela sente e se ela tem algum efeito colateral da estimulação, isso permite que você escolha uma localização melhor do eletrodo, e é simplesmente melhor ajudar a pessoa. Portanto, muitas operações cerebrais são realizadas na mente, para não piorar as coisas. Verificamos imediatamente a estimulação do teste no processo. Neste ponto, os cientistas têm a oportunidade de coletar um conjunto inestimável de informações sobre como o cérebro humano funciona e como ele funciona. Isso é uma coisa mutuamente benéfica que ajuda o paciente e o cientista.

Não há receptores de dor no cérebro - o principal é que o paciente tenha analgesia na superfície do osso e da pele. E por dentro, o máximo que acontece é estímulo, e a pessoa deixa de falar normalmente, "mingau" aparece em sua boca. Mas não queremos que uma pessoa com um eletrodo tenha "mingau" na boca e estamos tentando reorganizar o eletrodo para onde não haja mingau.

Os cientistas entendem pelo menos algo sobre imagens abstratas e conceituais?

Na maioria das vezes, a pesquisa biomédica relacionada aos seres humanos visa ajudar as pessoas nas quais algo aconteceu. E como não há tarefa biomédica para estudar abstrações, e isso é apenas curiosidade, surgem questões éticas nesses estudos. Portanto, com abstrações, tudo é muito complicado. Em comparação com os sistemas motores ou visuais, não os compreendemos bem: o que é possível e o que é impossível? E se subirmos lá, que consequências essa intervenção pode causar?

Há uma história sobre "neurônios de Jennifer Aniston" e "neurônios de Holly Berry". Às vezes é possível encontrar neurônios tão interessantes que respondem a uma pessoa específica ou a uma imagem específica. Isso foi descoberto quando pacientes com epilepsia foram verificados onde estavam os focos. E muitas vezes eles estão localizados no lobo temporal, que está associado à fala e à percepção das imagens. Parece que ainda havia um neurônio de Guerra nas Estrelas que reagiu não à imagem específica de Darth Vader, mas a todas as coisas relacionadas a Guerra nas Estrelas. Se imaginarmos que podemos estimular neurônios conceituais, presumo que também possamos fazer com que as pessoas pensem em Jennifer Aniston, Holly Berry ou Star Wars. Mas podemos dizer o mesmo nome da mesma maneira, e da mesma maneira que esse neurônio ficará excitado, e será o mesmo. Por que escalar uma pessoa no cérebro para isso não é muito claro.

É possível gerar sensações no corpo? Vamos dizer "arranhar" o calcanhar.

Depende do que é esse salto. Se um inseto rasteja sobre ele, você pode tentar martelar esse canal sensorial, agir sobre ele e "dizer": [não há inseto], agora eles apenas clicam com força nesse local. Mas assim que você remover esse sinal, provavelmente a irritação direta no calcanhar emitirá um sinal novamente, e a pessoa dirá: não, coceira novamente.

É possível não soletrar palavras, mas “pensá-las” imediatamente?

A questão é parcialmente filosófica. Não há estudos que demonstrem a viabilidade técnica de fazer isso no nível atual. Embora provavelmente haja pessoas que estão tentando fazer algo nesta área. Há uma opção, por exemplo, para captar sinais dos nervos que vão para as cordas vocais, para a língua, para os lábios e ver se conseguimos entender algo sobre o que uma pessoa quer dizer com base nas informações motoras do aparelho de articulação.

Há a zona de Broca , há a zona de Wernicke , existem caminhos entre eles, e todo o sistema é muito complicado para o nosso entendimento atual. Infelizmente, esta é a mesma história quando sabemos como quebrá-lo, mas não como corrigi-lo. Quebrar é mais fácil.

Como as pessoas dominam o idioma?

Minhas idéias sobre a linguagem e como tudo funciona no cérebro foram formadas com base no livro de Steven Pinker, Language as Instinct. Este é um livro bastante antigo, foi traduzido para o russo em 2009 e o original foi publicado em 1994. Pinke promove a idéia de que dominar o idioma é um instinto, ou seja, dentro do cérebro há um substrato no qual o idioma é formado. Além disso, sabemos que se uma pessoa viveu fora de sua língua até uma idade crítica, ela não pode dominá-la. Mowgli, que viveu em algum lugar na Índia com lobos até 10 a 12 anos de idade, simplesmente não foi capaz de dominar o idioma como uma técnica de comunicação depois disso. Existem janelas críticas e, para dominar muito bem o idioma, você precisa estar no contexto de fala e comunicação por até três anos. Depois das três, já está piorando, mas a pessoa ainda é capaz de dominar projetos simples,embora provavelmente ele não "respire a língua".

Quando um prazo é definido para o domínio de um idioma, isso não é muito claro. Características individuais podem afetar, para alguns, essas janelas fecham um pouco mais cedo, para outros mais tarde. Até onde eu entendi, na região de 8 a 9 anos o trem parte.

É possível inserir uma unidade flash no cérebro e acessá-la?

A memória é especialmente difícil. Dada a força que já foi enterrada lá e o quanto sabemos, é muito difícil trazer tudo para algum tipo de conceito compreensível que possa ser dito.

A memória no cérebro é um sistema dinâmico em que os processos de memorização e esquecimento estão em algum equilíbrio e, ao mesmo tempo, em escalas diferentes.

• Você se lembra que o número lhe ditou: você lê para si mesmo e digita - isto é memória temporária; você pode se lembrar de 7 (mais ou menos dois) caracteres.
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A memória é um conceito muito complexo, especialmente se estamos falando sobre o cérebro, comportamento e como o cérebro interage com o ambiente em todos os contextos existentes. Mas mesmo quando se trata de memória e conceitos episódicos, entendemos muito mal como tudo é implementado no cérebro.

Temos um hipocampo, e dentro desse hipocampo há uma consolidação da memória de longo prazo. Quando se trata de reflexos condicionados, podemos apenas descrever aproximadamente o processo dos eventos. Não podemos dizer nada sobre como o neurônio Jennifer Aniston é formado. O fato de que leva à formação do neurônio Jennifer Aniston, mas o neurônio Leah Akhedzhakova - não, também não podemos.

Fundamentalmente, no cérebro não há separação entre o portador da informação e o processador que processa essa informação. Cada vez que uma pessoa se lembra de algo, muda um pouco a rede na qual essas informações são armazenadas. Ao mesmo tempo, a memória depende muito da profundidade do processamento da informação, do quanto você se acostumou a ela. Como correlacionar tudo isso com uma unidade flash não é totalmente claro.

Sobre a ciência

É interessante para um cientista russo trabalhar na Neuralink?

Certamente seria muito interessante para mim trabalhar nesse projeto. Mas ainda não entendo como tudo será organizado em termos de organização e correlação de questões técnicas com questões fundamentais. Como amo a ciência fundamental, gosto muito das perguntas de "como" e "por que": "como funciona" e "por que funciona assim", e não "como fazer algo" e "por que não funciona". Este é um projeto técnico no qual existem problemas e tarefas muito ambiciosos que não podem ser resolvidos sem entender como todo esse trabalho cerebral é fundamentalmente organizado em um nível básico.

Por exemplo, como a codificação dos mesmos movimentos ocorre no cérebro? Quando falamos sobre o córtex motor - isso é chamado de neurônios motores superiores, aqueles que são responsáveis ​​pelo conceito de movimentos. Dentro do cérebro, ainda existe um certo número de zonas motoras responsáveis ​​por garantir que o sinal atinja o músculo específico ao longo do nervo. Eles estão localizados no córtex cerebral, com uma transição para a medula espinhal. Lá, um sinal já é enviado especificamente para um músculo específico: para dobrar o dedo a 45º em uma determinada falange.

No próprio córtex, um conceito é implementado. E como é esse conceito, como essas muitas representações conflitantes e programas motores se relacionam? Toda essa maquinaria é conhecida por nós apenas em teoria. Como tudo isso é implementado e quais são as soluções possíveis para tantos problemas técnicos no cérebro, é uma questão muito interessante.

A ciência russa pode oferecer algo ao Neuralink?

Não desenvolvemos muito a neurobiologia, não existem muitos laboratórios neurobiológicos. E o grande problema é que o equipamento de quase qualquer laboratório perde para o equipamento de um laboratório americano ou europeu. Nossa base material e técnica geralmente é substancialmente mais fraca.

Eu diria que a Europa e a Rússia são fortes em conceitos, temos muitos envolvidos na teoria. Os Estados Unidos são fortes nas coisas aplicadas, eles podem traduzir idéias e conceitos em um produto funcional que pode ser vendido, capitalizado, levado ao mercado, trocas e isso é tudo. Eles são gênios financeiros.

Ao mesmo tempo, parece-me que o fluxo de cientistas nos EUA está sendo recrutado, na maioria das vezes da Índia, China e Europa. Eles, é claro, têm uma nação muito jovem, cientistas da quarta e quinta geração de americanos, eu não sei muito. Quase todos os americanos que vêm são chineses [étnicos], coreanos, indianos, irlandeses.

Quanto a nós, Rússia, temos uma vantagem. Não existem comitês éticos sérios. Para realizar um estudo na Europa ou nos EUA, ele deve ser coordenado em 10 mil autoridades na fase inicial. E conosco, é muito mais fácil organizar. Temos muito menos instituições que lidam com a observância dos direitos em todas as últimas vírgulas e rabiscos - a dos animais, a das pessoas. Não sei como é bom ou ruim, mas, no entanto, para a ciência isso é um bônus. Porque o que é difícil e muito caro de realizar na Europa do ponto de vista da pesquisa experimental é muito mais fácil de organizar na Rússia.

O segundo ponto é o trabalho teórico: conceitos, verificação de idéias, trabalho com bancos de dados abertos e verificação de idéias no formato: “Tivemos uma ótima idéia, analisamos o que fizemos no mundo e com base nos dados que não coletamos, achou uma coisa tão interessante. "

Como os experimentos com animais geralmente vão para os humanos?

Para realizar experimentos até em animais, você precisa da aprovação da comissão. Quase todas as instituições acadêmicas têm um comitê de ética. Isso se aplica mesmo a ratos. Não conheço Drosophila, mas parece-me que, com moscas e pequenos vermes Caenorhabditis elegans, ainda não são necessárias comissões para realizar experimentos com elas. Mas se você deseja inserir um eletrodo no cérebro de um mouse ou rato e ver como ele se sente, você precisa da aprovação da comissão.

Você deve provar que está pronto para conduzir esses estudos e precisa deles. Ou seja, não há outras maneiras de obter as informações necessárias. Você verifica e coleta dados sobre quão seguro é, se causa algum tipo de inflamação ou outra coisa. É claro que você não pode se segurar 100%, mas deve ter alguns motivos: o que você fará, o que pode dar errado. A Comissão analisa os argumentos e decide que o estudo neste formulário pode ser aprovado.

A comissão inclui médicos - exatamente os mesmos colegas cientistas que são guiados por certos princípios: se o animal sofrerá, quanto esse sofrimento é necessário, se pode ser reduzido. Qualquer operação em um animal geralmente não é uma experiência muito agradável para ele. Não podemos perguntar, mas achamos.

Quando se trata de pessoas, as coisas ficam mais complicadas. A comissão não é mais apenas interna, principalmente quando se trata de pesquisa inovadora. O mesmo FDA está comprometido em considerar a tecnologia e os medicamentos: tudo sobre as pessoas e sua saúde e avaliar os riscos. É possível conduzir este estudo especificamente da forma em que ele é? São coletadas informações suficientes sobre os animais?

Além disso, dependendo do que está sendo testado, às vezes tudo começa com voluntários saudáveis ​​que são testados em uma concentração limitada de medicamentos. Às vezes, quando se trata de doenças graves e uma pessoa saudável não pode verificar nada, as pessoas com lesões são levadas ao grupo. Por exemplo, com uma fratura da coluna vertebral, o que levou à paralisia dos braços e pernas. Ou pacientes com câncer - a quimioterapia é frequentemente testada em humanos, porque essa é sua única chance de sobrevivência. Nesse caso, é muito mais fácil obter aprovação e permissão, mesmo com algumas dúvidas de que será completamente seguro.

O que ler sobre a ciência e o cérebro se você não é um cientista, mas está interessado?

Parece-me que a familiaridade com o tópico começa com Eugenia Timonova e "Tudo é como animais". Então as pessoas passam pelo funil para a série de livros "Elementos". E se você já entende tudo sobre os "Elementos" e deseja continuar, pode ir ao site da Biomolécula - este é um site de ciência popular para quem quer entender todos os detalhes. Existem artigos sobre próteses neuro e, no outono, haverá um artigo sobre o Neuralink - sobre como tudo está organizado lá e para que serve. Além disso, existem muitos materiais sobre biologia molecular, genética, bioquímica, neurobiologia e aplicações médicas. Por exemplo, sobre o futuro dos implantes cocleares.