Летом 2024 года в Неврологическом институте Барроу была проведена операция, во время которой уже второму пациенту успешно вживили имплант под названием Link. Благодаря этому импланту, разработанному одной из компаний Илона Маска, Neuralink, парализованный пациент по имени Алекс получил возможность управлять компьютером буквально с помощью силы мысли.

Операция стала очередным прорывом в разработке так называемых нейрокомпьютерных интерфейсов: в первый же день после неё Алекс смог побить предыдущий мировой рекорд по точности и скорости управления курсором силой мысли. Сегодня обсудим, что представляет собой данная технология, а также каковы возможности и риски её коммерческого применения.

Нейрокомпьютерный интерфейс (он же brain-computer interface) — это система, которая создаёт прямой канал связи между мозгом и внешним электронным устройством. Основная идея такого интерфейса достаточно проста: передаваемые нейронами человеческого мозга электрофизиологические сигналы считываются с помощью электродов и эти данные отправляются на внешнее электронное устройство, чаще всего компьютер или роботизированный протез.

Далее это внешнее устройство интерпретирует полученную информацию и преобразует её в определённые команды — скажем, «согнуть большой палец протеза» или «переместить курсор выше и правее».

Нейрокомпьютерные интерфейсы делятся на два основных типа: инвазивные и неинвазивные. В первом случае электроды, считывающие электрофизиологические сигналы, вживляют непосредственно в ткань мозга носителя с помощью операции. Поскольку подобная операция сопряжена с огромными рисками, инвазивные интерфейсы используют в основном в случае пациентов с серьёзными заболеваниями, такими как паралич или нейромышечные расстройства.

Существуют также так называемые полуинвазивные интерфейсы: в этом варианте имлантируемые электроды устанавливают между стенкой черепа и тканью мозга. Это всё ещё подразумевает проведение крайне сложной хирургической операции, но позволяет при необходимости извлечь имплант.

Неинвазивные же интерфейсы предполагают ношение на голове устройства со специальными сенсорами. Такой подход, как несложно догадаться, даёт значительно меньшую точность считывания электрофизиологических сигналов мозга. Но зато не нужно никакой операции — достаточно надеть устройство на голову и оно готово к использованию. Поэтому подобные интерфейсы используют в том числе в развлекательных целях, например в компьютерных играх или дополненной реальности (AR)

Нейрокомпьютерные интерфейсы — это достаточно нишевая технология, и существующий рынок пока невелик. По прогнозам аналитиков, к 2045 году общий объём рынка нейрокомпьютерных интерфейсов составит $1,6 млрд с совокупным среднегодовым темпом роста (CAGR) 8,4%.

На сегодняшний момент большая часть компаний, работающих на данном рынке, вовлечена в разработку неинвазивных нейрокомпьютерных интерфейсов для исследовательских и медицинских целей. Однако через двадцать лет, по оценкам специалистов, сегментация станет более разнообразной. В частности, прогнозируется, что значительную часть рынка займут инвазивные интерфейсы для реабилитационных технологий. При этом неинвазивные нейрокомпьютерные интерфейсы сохранят значительную долю рынка.

Коммерческие перспективы нейрокомпьютерных интерфейсов во многом обусловлены тем, что существует неисчислимое количество способов применения технологии управления компьютерами силой мысли. Чтобы проиллюстрировать эту мысль, мы расскажем о нескольких стартапах, которые занимаются разработкой нейрокомпьютерных интерфейсов прямо сейчас.

Самый известный из них, пожалуй, стартап Илона Маска, Neuralink, с упоминания которого мы начали эту статью. Компания разработала чип размером с монету. Основное применение у него вполне классическое — помощь пациентам с параличом. При этом у компании уже есть успешный опыт практической реализации технологии — пациенты с вживлённым чипом могут управлять компьютером силой мысли и даже играть в компьютерные игры.

Совершенно иное применение технологии нейрокомпьютерных интерфейсов нашла компания Neurable. Она разрабатывает наушники, которые интерпретируют сигналы мозга для повышения продуктивности. Их последняя модель, MW75 Neuro, использует передовые методы анализа данных и обработки сигналов мозга для максимизации пиковых периодов концентрации пользователя в течение дня.

В разработку нейрокомпьютерных интерфейсов инвестирует даже министерство обороны США. В перспективе эта технология может быть использована для отслеживания когнитивной нагрузки на солдат, создания продвинутых протезов и даже управления дронами.

Технология нейрокомпьютерных интерфейсов может принести немало пользы человечеству. Однако эксперты предупреждают о рисках и вызовах, связанных с этой технологией, как для пользователей, так и для разработчиков:

•               Приватность и безопасность. Уже сейчас исследователи предупреждают, что нейрокомпьютерные интерфейсы поднимают вопросы приватности буквально пользовательских мыслей. Помимо этого, нейроинтерфейсы делают возможными кибератаки на своих пользователей — в прямом смысле этого слова.

•               Несформировавшаяся юридическая практика. Разработка продвинутых нейрокомпьютерных интерфейсов создаёт новые вызовы для юридических систем разных стран. Отсутствие судебных прецедентов и чётко сформулированного законодательства оставляет компании, занимающиеся их разработкой, в серой зоне.

•               Время жизни батареи. Тёплая водная среда человеческого мозга негативно влияет на батареи современных имплантов, что значительно снижает срок их работы. Поэтому перед учёными стоит задача поиска оптимальных материалов для их создания, а также разработки новых алгоритмов для более эффективного использования энергии.