Апгрейд мозга. Апгрейд мозга с помощью встраиваемых нейросетей
Декартово «мыслю, следовательно, существую» немало столетий было горячо обсуждаемой цитатой. Учёные то сходились, то расходились во мнении о верности этих слов. Задуматься о том, что такая закономерность существует не только в прямом, но и в обратном значении, заставили последние исследования. На развитие головного мозга напрямую влияют наши занятия, образ жизни, физические нагрузки. Но как в суете будних дней выкроить для себя время на улучшение работы мозга? Вот несколько действенных научно обоснованных способов.
Ставить перед собой новые задачи
Национальный институт ментального здоровья более тридцати лет исследовал , как различная деятельность стимулирует когнитивные функции. Было выявлено, что люди, которые выполняют разноплановые задачи, создают новые решения и подходы, имеют большое число социальных связей, отлично справляются с когнитивными тестами. Результаты специалистов, деятельность которых связана с монотонной рутиной, оказались значительно ниже.
Любой человек может поставить для себя принципиально новую задачу. Она не обязательно должна быть сложной, главное - нестандартной для него.
Например, можно заняться сборкой больших пазлов, вышиванием или решением задач по физике из школьного курса.
Так, в Гамбурге был проведён любопытный эксперимент. Группа молодых людей начала заниматься жонглированием, и через несколько дней у всех был обнаружено увеличение доли серого вещества. Но через некоторое время после того, как они бросили новое хобби, всё вернулось на свои места. Поэтому здесь важна непрерывность: каждый раз открывать для себя что-то новое и постоянно стимулировать мозг.
Учиться, учиться, учиться
До недавнего времени считалось, что клетки мозга не восстанавливаются. Также считалось, что каждый участок мозга отвечает за конкретную область задач. Сейчас же утверждение о клетках опровергнуто, а рамки ответственности размыты. Причиной тому стали труды французского нейрохирурга Поля Брока. Его исследования показали, что мозг очень пластичен и способен создавать новые нейронные связи.
На фоне этого утверждения было поставлено немало экспериментов . Так, в Калифорнии от обезьян требовали выполнять действия одним пальцем. После чего на снимках до и после занятий наблюдался прирост нейронных связей.
Также было выявлено, что пациенты с дислексией (специфическим расстройством чтения) улучшают свои способности после продолжительных занятий по распознаванию звуков. Ответственная за эту способность часть мозга становилась больше и активней.
Важно и то, что человеческий мозг способен перенести навыки из «нерабочей» области в «рабочую». Таких результатов достигали люди, которые после инсульта утратили работоспособность части этого органа, но непрерывно его тренировали. Всё это и есть рождение нейронных связей - нейрогенез.
О живости ума людей, которые всю жизнь занимаются научной деятельностью, не стоит и говорить. Поэтому вывод напрашивается сам собой: нейроны, как и мышцы, нуждаются в постоянной тренировке.
Есть резон убить одним выстрелом двух зайцев: учиться не только для увеличения нейронных связей, но и с прямой пользой для жизни. Можно пройти курс «Развитие феноменальной памяти» . Упражнения для развития памяти полезны и как тренировка, и как получение нужного навыка. Можно начать легко запоминать все номера мобильного, большие объемы информации и быстро учить иностранные слова.
Заниматься музыкой
Неврологи доказали , что во время игры на музыкальных инструментах мозг человека «зажигается» - его участки активируются и находятся в непрерывной работе долгое время.
Любопытно, что ученые из Канзаса выявили: IQ профессиональных музыкантов не снижается даже в старости.
Неслучайно родители часто отдают своих детей заниматься в музыкальную школу. Студенты и школьники, которые умеют играть на скрипке, показывают лучшие результаты в обучении, чем другие их сверстники.
Если душа лежит и есть свободное время, то почему бы не уделить его музыке? Взять в руки классическую гитару или начать играть на укулеле - в сети есть немало видеоуроков для детей и взрослых, которые помогают легко и быстро осваивать музыкальные инструменты.
Устроить себе голодовку
Физиолог из Гарварда Ричард Джоулл выявил, что даже при правильном питании редкое употребление быстрых углеводов ускоряет запоминание сложной информации и стимулируют мозг. Однако есть способ думать лучше без вреда для здоровья. Речь идет о правильной голодовке.
Также этому способствует увеличение интервалов между приемами пищи. Такой эксперимент не требует дополнительных временных и денежных затрат, но подходить к переменам в своём питании следует очень аккуратно.
Составить конспект
Существует любопытный способ , испытанный студентами кафедры теоретической физики, которые два месяца вели конспекты особым образом.
Конспект составляется так:
- Нужно вдумчиво прочитать текст два раза.
- Дословно переписать его, имея перед собой оригинал.
- Перечитать написанное.
- Резюмировать полученную информацию, не заглядывая в пример.
- После прочтения своего резюме написать весь текст самостоятельно.
Способ полезен не только тем, что заставляет мозг находиться в непрерывной работе: чтение, запоминание, воспроизведение, структурирование. Дело в том, что нервные окончания на пальцах рук влияют на мнемонические способности. Работая карандашом или ручкой, человек неизбежно тренирует их.
Как говорил Альбер Камю, мыслитель движется вперёд, лишь если он не спешит с выводами, пусть даже они кажутся ему очевидными. Не бойтесь попробовать все способы, даже если вам кажется, что они вам не подходят.
Возможности человеческого мозга, как известно, используются далеко не «на всю катушку» – процентов на 5–10. Над их увеличением учёные разных стран бьются не один десяток лет. И лишь с появлением информационных технологий развитие когнитивных способностей человека стало практически осуществимым и широкодоступным. Но если в США «брейн-фитнес» – это целая индустрия с более чем 10-летней историей, то в России всё только начинается.
«Детоксикация» разума
Идея освоения и продвижения технологий повышения работоспособности мозга так зацепила Сергея Белана , что он оставил службу в стабильном банке и запустил на личные сбережения проект «Викиум ». Почти за два года его основателю вместе с единомышленниками удалось превратить стартап в динамично развивающуюся компанию, создать новую рыночную нишу в сфере когнитивных технологий, в которой у него пока нет конкурентов ни в России, ни в СНГ.
«Наши методики опираются на научные разработки по когнитивным тренировкам функций мозга Центра тестирования при МГУ имени М.В. Ломоносова «Гуманитарные технологии», которые подстраиваются под уровень развития конкретного человека, – говорит Сергей Белан. – За основу взяты такие известные в мире наработки, как тест Эриксона , эффект Струпа , таблицы Шульте , но они интерпретированы в онлайн-тренажёры, доступные практически каждому. Начинать ими пользоваться можно с шести лет».
Затем команда проекта начала создавать и запускать в онлайн свои тренажёры, которые тут же тестировались. Сначала на выборке из 3–5 тысяч человек проверялось, насколько улучшается или не улучшается внимание, память в том или ином развивающем блоке. Со временем выборка увеличилась до 20–30 тысяч пользователей. Отношение к результатам апробации весьма критическое – порядка тридцати тренажёров, по словам Сергея Белана, «так и остались лежать на полке».
Общественное благо и бизнес
Проект «Викиум» имеет социальный характер – и не только потому, что тестирование и первоначальный доступ к разным тренажёрам предоставляются бесплатно, а оплата занятий по силам даже студентам – порядка 900 рублей за полгода. «Викиум» помогает развивать умственные способности воспитанников детских домов – разумеется, безвозмездно. Белан убеждён, что
один из главных и пока незадействованных резервов России – мыслительная, творческая активность граждан.
Её «пробуждение» – задача общественно значимая, и для Сергея Белана она приоритетная. А зарабатывать деньги можно на растущем обороте компании.
Конечно, для развития нужны инвестиции. Первые сторонние деньги – 1,5 миллиона рублей – пришли в виде инвестиций Фонда развития интернет-инициатив (ФРИИ). Вскоре инвестиционные предложения последовали и от других фондов, но к их отбору основатель «Викиума» подходит весьма тщательно – для него важно, чтобы новые вливания не переориентировали проект в сторону одних лишь продаж и «выжимки» прибыли любой ценой.
От игровых тренажёров – до дорожной карты НТИ NeuroNet
За два неполных года с момента создания компании, точнее, за год активного присутствия на рынке число пользователей онлайн-тренажёрами достигло 140 тысяч человек.
Особенность разработок «Викиум» – в алгоритме подбора тренажёров для решения разных задач, стоящих перед пользователем.
Например, для развития логического мышления не нужно использовать 5 тренажёров подряд, достаточно сначала улучшить восприятие, дав разминку на внимание, затем – на память, а уж потом собственно на логику.
Программное обеспечение, которое создавшие его сотрудники компании называют «роботом», запоминает достигнутый человеком результат, анализирует, какие функции мозга лидируют, а какие отстают по сравнению со средним уровнем в той или иной возрастной категории, еженедельно пересчитывает данные, корректируя или усложняя последующие задания. Для обработки и хранения большого массива информации используется мощный «облачный» сервер, полученный осенью 2014 года по гранту от Microsoft.
Интересные технологические решения и успешный предпринимательский опыт компании «Викиум» заинтересовали экспертов организованного АСИ Форсайт-флота – 2015, которые обсуждали перспективные рынки, включая рынок нейротехнологий, в рамках Национальной технологической инициативы (НТИ). Включившись в разработку дорожной карты NeuroNet, Сергей Белан надеется, что это не помешает его проекту. Он планирует открыть не только офлайн-центры для занятий с индивидуальным тренером, но и лабораторию по изучению и развитию когнитивных способностей человека. А также довести к 2018 году количество пользователей игровыми тренажёрами до 8 миллионов человек.
Работа, о которой мы расскажем в этот раз, возникла из практической медицинской проблемы. Хотя, возможно, именно она окажется самой важной работой в истории узконосых обезьян подвида homo sapiens sapiens (ну, или как там нынче принято обзываться у антропологов…). Сделал эту работу возможным современный уровень технологий – информационных, химических, биоинженерных, медицинских. Ну а последствия могут быть самыми поразительными.
Целью работы, о которой рассказано в статье Generation and transplantation of reprogrammed human neurons in the brain using 3D microtopographic scaffolds , было облечение участи людей, страдающих нейродегенеративными заболеваниями. Это – группа в основном медленно прогрессирующих (а куда, собственно, торопиться…), наследственных или приобретённых заболеваний нервной системы. Объединяет эти болезни так называемая нейродегенерация (на русском ее можно было бы назвать вырождением сетевых структур), гибель нервных клеток в ускоренном режиме.
Примерами таких болезней являются болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. Подробности медики и так знают, а не медикам их лучше и не знать. Говорил же поэт – «Не дай мне Бог сойти с ума. /Нет, легче посох и сума; /Нет, легче труд и глад.» И хоть события последних лет заставляют все больше и больше считать, что в прозе «наше все» вице-губернатор Михаил Евграфович Салтыков-Щедрин, а в поэзии – граф Алексей Константинович Толстой, но тут не согласиться с камер-юнкером Пушкиным нельзя. Мы – это наша нейросеть, прежде всего – головного мозга.
Ну и любые расстройства этой нейросети заставляют задуматься – а что, собственно, тут происходит с личностью? И ответ на этот вопрос один – «Ничего хорошего!». И вот, в поисках возможности замедлить, остановить а то и вовсе обратить вспять течение нейродегенеративных заболеваний медики обратились к технологии пересадки нейронов. А проблемы с приживаемостью отдельных нейронов заставили создать весьма изощренную технологию, опирающуюся на методы органической химии и компьютерной трехмерной визуализации.
В первом приближении описать ее можно так. Из полимерных волокон, биологически совместимых с человеческими нервными тканями, формируется пространственный каркас весьма изощренной формы. Тут работают две технологии – химия и компьютерная визуализация биологических структур (Biomedical Imaging) – ведь работу выполнили специалисты из National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering…
Дальше – прямо как в названии института – идет биоинженерия. Причем – биоинженерия, удовлетворяющая самым строгим этическим критериям. Пересадка органов, знаете ли, оставляет душок подозрительности… Случайно ли уличные грабители прострелили голову прохожему именно с той группой крови и прочем, что наилучшим образом подходит для ждущего молодой орган хорошего и уважаемого человека (ну, вот президенту Андервуду в четвертом сезоне House of Cards печень юного самоубийцы пересаживали…). И так ли уж добровольно продает органы молодежь из Третьего мира?
А тут – все чисто и честно. Из клеток кожи самого пациента получаются induced pluripotent stem (iPS), индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК). Плюрипотентные – значит, что в дальнейшем эти стволовые клетки могут развиваться по различным траекториям. В том числе – и оборачиваясь нейронами головного мозга. Только вот отдельный нейрон, подсаженный в головной мозг, выживает с невысокой вероятностью. И еще с меньшей вероятностью прорастает связями с соседними нейронами, по которым и бегают электрические сигналы.
И вот тут на помощь приходит пространственный каркас из полимерных волокон. В него помещаются выращенные нейроны, что должно повысить их выживаемость. Правда, такой подход был связан с необходимостью решения ряда оптимизационных задач, структурных и параметрических. Структурно оптимизировалась архитектура пространственного каркаса. Параметрически – толщина и плотность волокон.
В рамках оптимизационных задач выбирались те пераметры волокон, которые делают их наиболее комфортными для приживания нейронов. Ну а структура объемного каркаса выбиралась так, чтобы и нервным клеткам было достаточно места между искусственными волокнами, и чтобы нейроны могли нормально сращиваться между собой, а затем нормально функционировать.
Эксперименты показали, что нейроны в мозгах экспериментальных мышек – жертв и мучениц науки – прорастают в 3-5 раз лучше, а выживаемость пересаженных нейронов в 38 раз лучше, чем при пересадке одиночных нейронов. Лучше вырабатываются белки, выше будет электропроводимость синапсов. Вот, пока, и вся суть – интересующиеся могут почитать статью по ссылке. Но – это очень важный шаг в будущее.
Мы – это вычислительные процессы, запущенные на wetware головного мозга. И вот появляется технология апгрейда этого самого wetware. Да, пока технология сырая… Она – как первый двигатель Отто по сравнению с современным автомобильным двигателем с отключаемой половиной цилиндров. Но только нет никаких причин, чтобы технология эта не развивалась. Дарованная компьютеризованным медицинским оборудованием возможность наблюдать нейроструктуры в объеме и динамике позволила резко увеличить знания о работе мозга.
Химия и биоинженерия позволила создавать запасный части для биологических нейроструктур. Впереди небольшой путь – примерно такой, как от Flyer братьев Райт до современного 777. Но – никаких законов природы, препятствующих движению по этому пути вроде бы неизвестно… И к чему же мы приходим?
Ну, прежде всего, встраиваемые в мозг структуры окажутся предельным случаем интерфейсных устройств. Не нужны будут телевизоры и дисплеи того качества, которое придет на смену нынешним 4К. Совсем не нужны… Не нужно будет аудиооборудование – не только покупные Marantz, но и самодельные двухметровые, из елового мебельного щита колонки с синфазно включенными 35 ГД-1 в потрохах, запитанные ламповым усилителем на ГУ-50… Не нужны будут клавиатуры, мышки (кроме лабораторных мучениц), игровые манипуляторы. Придет единый интерфейс!
А ведь можно будет подкупать еще и мощности головного мозга – как в 90е приобретали то памяти оперативной дополнительной, то кристалл с большей тактовой частотой… Ну, вот на программах пишется – требует процессор…, оперативную и массовую память…; будут и на приемных требованиях в университет писать, что «софт» такого-то образования может быть запущен на «wetware» не ниже такого-то уровня… Пожалуйте на апгрейд, уважаемые потребители, а к вашим услугам – в добавок к кредитам образовательным – предоставят кредит и апгрейдный, да еще и страховку этого кредита.
Бедные смогут получать апгрейд мозга, особенно интерфейсный, но в некоторых случаях и собственно церебральный, подписав контракты с военным ведомством. Управлять БМП, вертолетом, дроном, наводить пушечно-пулеметную установку или ракету будет быстрее без той задержки, которую вносят нервы и мышцы конечностей. Ну а офицерам неплохо вырастить в мозгу спецпроцессор, который не выжжет электромагнитный импульс. А потом, после увольнения с почетом, все это пригодится и на гражданке…
То есть – биологическая ветвь автоэволюции уже рядом. Уже на лабораторных столах с мышами. Интересно, зовут ли одну из этих мышек Элджерноном? Ведь еще в 1959 году вышел же рассказ Flowers for Algernon…
Идея о том, что мы используем свой мозг на 10%, - всего лишь миф поп-культуры. Но сколько его ни опровергают специалисты, он живет и здравствует, а значит, объясняет людям что-то важное. Есть в нас какое-то смутное чувство, что наш потенциал намного больше. Идея включить мозг на полную катушку с помощью магической пилюли породила в 60-е культ ЛСД и прочих психоделиков, но краткие моменты химического просветления делали еще более унылой обыденную реальность, в которую неизбежно приходилось возвращаться.
Мы живем в более прагматичную эпоху - нынешние хакеры мозга пытаются «разогнать» его, словно подтормаживающий процессор. Дело хорошее, лишь бы только не сожгли, как это частенько случалось с уже почти разогнанными процессорами.
Только-только в кинотеатрах прошел средненький по художественным достоинствам блокбастер «Области тьмы», главным героем которого была выдуманная сценаристами таблетка NZT, делающая употребившего ее человека сверхразумным на сутки и, конечно же, приводящая его к богатству и успеху.
И вот уже в Сети вовсю торгуют препаратом NZT - все как в кино, по $800 за упаковку. Любители химических активаторов мозга, впрочем, вскоре обнаружили, что по формуле вожделенное вещество - обычный фенотропил, разработанный в Институте медико-биологических проблем РАН еще в 80-е для космонавтов. Сейчас он продается в каждой аптеке вместе с другими ноотропами. Как правило, для здоровых людей эффект от него не сильно отличается от эффекта плацебо.
Но так хочется поумнеть! Я и сам частенько попиваю фенотропил вместе с поливитаминами, но знаю людей, которые, подобно футурологу Рэю Курцвэйлу, в день принимают не две, а больше сотни таблеток (как они только их проглатывают?), активирующих мозг, продлевающих жизнь и приносящих всякую иную научно подтвержденную пользу.
А на что же еще уповать, кроме таблетки? Есть на что. Например, на транскраниальную стимуляцию мозга током, чтобы он, зараза, выдал наконец что-нибудь стоящее. «Транскраниальная» - это значит, что не надо засовывать в мозг электроды, достаточно прикрепить к батарейке два провода, а к проводам куски губки, смоченные соленой водой. Они прикладываются к вискам - все, стимуляция мозга началась. В одном из весенних номеров Nature были описаны эксперименты Винсента Кларка из Университета Нью-Мексико с этим нехитрым устройством. 30-минутная стимуляция мозгов готовящихся к отправке в Ирак солдат значительно повысила их успехи в обучении и играх-стрелялках. Только не пытайтесь повторить это в домашних условиях: те, кто попробовал, больше не пытаются.
Эра высоких технологий наступила даже в мистике. Так, главным культовым предметом сайентологов служит Е-метр - приборчик вроде детектора лжи, позволяющий отслеживать эмоциональное возбуждение, связанное с тем или иным воспоминанием, чтобы добираться до глубинных позабытых детских травм. Пока школьники безуспешно пытаются поймать кайф от «аудионаркотиков» - шумов, совпадающих по частоте с определенными ритмами электрической активности мозга, - продвинутые оккультисты с помощью этих же шумов и столь же безуспешно силятся выйти из тела и отправиться в астральное путешествие. Даже опытные любители медитации все чаще пытаются останавливать не волны мыслительной активности, как в старые времена, а волны энцефалограммы - с помощью устройств биологической обратной связи: изящный обруч на голову, подключаемый к айфону, стоит всего $100.
Только вот просветленных вокруг больше не становится, да и вообще пока проапгрейдить мозг на халяву не выходит. Футурологи предрекают, что скоро все будут вынуждены принимать ноотропы и вставлять в мозг чипы: «натуралы» просто проиграют конкуренцию людям с «постмозгом». И никто почему-то не говорит, что скоро всем нам придется просто больше учиться и вообще поумнеть - ведь глупые проигрывают в конкуренции с умными. Видимо, развивать мозг по старинке, с помощью интенсивного обучения, не в духе времени.