Что можно сделать с помощью нанопроводников?

Общение людей подошло к той черте, за которой оно будет полностью пересмотрено. Скоро мы смо­жем извлекать заметно больше пользы от приме­нения той технологии, благодаря которой миллио­ны сообщений будут отправляться и приниматься одновременно и без единой ошибки.

Профессор Кевин Уорвик, проект «Киборг I»,

2004 ^г-

Правда, Уорвик^[48] (Kevin Warwick) не предлагает никакого правдоподобного механизма для «обмена мыслительными сиг­налами» в качестве интерфейса для взаимодействия с машина­ми. Конечно, он совершенно прав в том, что информацию голов­ному мозгу можно передавать электронным образом. Именно это и делают мои кохлеарные импланты. Я знаю, как это — слы­шать звуки своими собственными ушами, и я понимаю отличия в восприятии их посредством встроенных «электронных ушей». Теперь, когда я привык к последним, могу заявить: они дают мне практически те же ощущения, что и обычные органы слуха. По своему устройству и принципам работы системы друг от дру­га отличаются, но конечные результаты их действия очень по­хожи: в слуховой зоне коры мозга возбуждаются определенные группы нейронов, а в сознании возникает чувство понимания. Электронное слышание остается слышанием именно потому, что ничем иным оно быть не может.

Однако Уорвик имеет в виду отнюдь не ту информацию, кото­рую дают нам органы чувств. Он говорит о коммуникации, а это совершенно другое дело. Для общения требуется куда больше входящей и исходящей информации, чем поступает в мозг че­рез кохлеарный имплант. Кроме того, интерпретироваться дан­ные должны на более высоком уровне ментальной деятельности. И кто в мире на это способен?

Я должен во всем этом разобраться.

Возможно, вы не поверите, что в капиллярах имеется доста­точно места, однако оно есть. На иллюстрации видно, что диа­метр каждого проводка — менее одного микрона (миллионной доли метра), то есть существенно меньше, чем просвет самого капилляра. Сотрудники лаборатории, которой руководит Линас, показали, что, в принципе, сделать все можно. Они вводили платиновые нанопровода в капилляры выбранных в качестве лабораторных образцов тканей и регистрировали возбуждение прилежащих нейронов^[50]. Заряд быстро распределялся, и теперь исследователи надеются получить такие провода, которые могли бы проводить электроток нужной силы^[51].

Фактически, эта технология уже существует. Медики могут вводить длинную тонкую трубку через бедренную артерию, на­правляя ее затем в головной мозг — чтобы сделать инъекцию антиракового препарата прямо в область опухоли. Мы говорим о микрокатетерах, диаметр которых значительно превышает тол­щину нанопроводов, составляя от 0,5 до і миллиметра^[52]. Однако ученые доказывают, что применение нанопроводников должно позволить проникнуть в мозг еще глубже. В статье, описываю­щей использование микрокатетеров, газета New York Times при­водит высказывание одного из медиков: «В техническом отно­шении нет препятствий к тому, чтобы достигнуть любой части мозга»^[53].

Конечно, любому из нас ясно, что введение в живой мозг мно­жества нанопроводов чревато проблемами. Каким образом про­вести тысячи нанопроводников через все изгибы и сплетения ка­пилляров? (Последние — так же искривлены и перекручены, как ветви баобаба). Как подвести каждый из нанопроводов к задан­ному месту? Что будет, если они перепутаются? Как предотвра­тить короткое замыкание при их возможном контакте? Как быть с тромбами в кровеносных сосудах? А вдруг проводок пройдет сквозь капиллярную стенку? Каким мыслится электропитание? Как я уже отметил, это очень смелая идея.

В сущности, все возражения подобного рода уже высказы­вались в 1970-х годах — в связи с кохлеарными имплантами. Критики доказывали: нет никакой возможности ввести элек­троды в узкую кохлеарную область — улитку внутреннего уха, «утопленную» в черепе на глубину полтора дюйма и размер которой не превышает горошины. Даже если нечто подобное и удастся, говорили они, то во влажной и соленой среде тела весьма вероятно короткое замыкание между электродами. А если получится преодолеть и эту проблему, настаивали про­тивники имплантации, все равно нельзя будет компенсиро­вать недостаток информации, который неизбежно проявится из-за потери 16 ооо волосковых сенсорных клеток (hair cells), прежде передававших сигналы слуховым нервам. И потом: как, мол, будет функционировать электричество в устройстве, целиком расположенном внутри человеческого тела? А как добиться того, чтобы компьютер, размещенный внутри череп­ной коробки и связанный с электродами, имел необходимую производительность? (В ранних экспериментах для переведе­ния звуковых сигналов в цифровую форму и передачи их на антенну импланта, разработчики использовали компьютеры размером с холодильный шкаф. Подопытные могли что-то слышать только сидя рядом с ними — да и то если были соеди­нены с машиной специальным кабелем). Но несмотря ни на что все эти проблемы были решены в течение двух десятков лет. Сейчас, печатая этот тест, я слышу щелканье клавиату­ры, тихое гудение кондиционера и легкие шорохи подушки за моей спиной.

Экстраполируя опыт создания кохлеарных имплантов, мож­но надеяться, что все препятствия на пути внедрения в жизнь устройств с нанопроводами будут преодолены. Вы только представьте: в головном мозге как будто начнет распускаться удивительный цветок — вытягиваясь на своем стебле и рас­пространяясь все дальше. Это создание проникнет в каждый капилляр, в каждый кубический миллиметр мозга — и ежесе­кундно будет собирать терабайты данных. И столько же и с той же частотой станет посылать мозгу. Это будет самый интим­ный из всех когда-либо изобретавшихся людьми интерфейсов. Если теперь вы соедините два мозга, оснащенных подобными наноустройствами, то в буквальном смысле объедините их. Это будет точное подобие corpus callosum — мозолистого тела, сое­диняющего левое и правое полушария одного мозга (хотя, ве­роятно, связь будет осуществляться не по проводам, а посред­ством радиоволн). Если же после этого еще и связать людей с помощью Интернета, то возникнет сеть, каждый узел в кото­рой будет человеческим мозгом. Всемирная Паутина, World Wide Web, превратится в Сеть Всемирного Разума, World Wide Mind.

Однако риски действительно очень существенны. Прежде всего, использование электричества имеет фундаментальные ограничения. Но дело не только в этом. В каждом миллиметре мягких тканей мозга имеются тысячи нейронов — и каждый, обладая своей специализацией, настроен на решение лишь определенной задачи. Поэтому возбуждая не один, а несколько нейронов в пучке, электрический разряд вызовет побочные эф­фекты. В главе 8 я затрону вопрос о новых технологиях, кото­рые должны действовать более селективно и бережно. Наиболее интересная из них способна использовать генетически изменен­ные нейроны, контролировать активность которых будут свето­диоды, размещенные в пространстве между черепной коробкой и головным мозгом. Такая технология предназначена для того, чтобы воспринимать возбуждение нейронов и контролировать их, совершенно не нуждаясь в проводах.