«Нейротехнологии уже сейчас помогают людям с нарушениями речи»
4–6 ноября на площадке Национального центра «Россия» в рамках международного симпозиума «Создавая будущее» Центр языка и мозга НИУ ВШЭ провел дискуссию «Эволюция мозга: как мир меняет нас?». Особенности работы человеческого мозга обсудили исследователи из ведущих университетов страны, практикующие врачи и популяризаторы нейронаук.
Разговор об особенностях функционирования и возможностях человеческого мозга начал модератор дискуссии, главный редактор портала «Нейроновости» Алексей Паевский, с вопроса о том, сколько мы знаем сегодня о самом сложном объекте во Вселенной. «Кажется, — предположил он, — что мы не очень далеко продвинулись в этом, так как самый амбициозный ответ на этот вопрос, который я слышал от ученого, — два процента».
Ответом на это предположение стали выступления нейролингвиста, директора Центра языка и мозга НИУ ВШЭ Ольги Драгой, нейрофизиолога, профессора биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова Вячеслава Дубынина, врача-нейрохирурга ФГБНУ «Научный центр неврологии» Дмитрия Копачева, нейрофизиолога, заведующего Лабораторией нейротехнологий ИЭФБ РАН Михаила Лебедева, ведущего научного сотрудника Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ Маттео Феурры и психиатра, младшего научного сотрудника Центра языка и мозга НИУ ВШЭ и Научного центра психического здоровья Татьяны Шишковской.
Нейрофизиолог Михаил Лебедев рассказал о новых разработках в области нейроинтерфейсов. Нейроинтерфейсы — это устройства, которые, с одной стороны, считывают сигналы с мозга и передают их на другие устройства, например протезы, а с другой стороны, передают сигналы от протезов к мозгу. Существуют инвазивные нейроинтерфейсы (чипы и другие устройства, вживленные хирургическим путем в мозг человека) и неинвазивные, не требующие вживления. Последние регистрируют биоэлектрическую активность головного мозга с помощью внешних устройств и применяются сегодня для лечения пациентов, в частности для восстановления после инсультов.
Самый известный пример инвазивного применения нейроинтерфейсов: в начале 2024 года американец Нолан Арбо стал первым участником клинического испытания компании Neuralink по внедрению чипа в мозг человека. Новая технология позволила парализованному Арбо снова пользоваться компьютером. Однако уже через несколько недель началось отторжение нейронов мозга и электродов интерфейса. По мнению Михаила Лебедева, проблема совместимости живого и неживого в мозге человека — одна из главных, которую предстоит решить ученым в ближайшие годы.
Тему совместимости биологического и небиологического материалов в мозге человека продолжил в своем выступлении врач-нейрохирург Дмитрий Копачев. Он привел пример трех технологий внедрения нейроимплантов в мозг человека — Neuralink, Blackrock Neurotech, Synchron, — которые позволяют с оптимизмом смотреть в будущее нейрохирургии.
«То, что сейчас умеют делать нейрохирурги, на грани фантастики по сравнению с тем, что было доступно 100 лет назад. Но пересадить кусочек чужого мозга человеку и сделать его умнее нельзя. И вряд ли будет возможно в обозримом будущем. Еще долго каждому придется растить свои нейронные ансамбли своими собственными трудами, тренировками, опытом», — считает Копачев.
Маттео Феурра, ведущий научный сотрудник Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ, специализируется на исследованиях в области нейростимуляции. Современные методы неинвазивной стимуляции мозга, такие как транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) и транскраниальная стимуляция электрическим током (ТЭС), метод регистрации активности мозга с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ), используются в исследованиях двигательной системы, формирования долговременной памяти, а иногда и специфических функций мозга, таких как принятие решений. Помимо исследовательских задач, они применяются и в медицинских целях, например для восстановления после инсульта или лечения депрессии.
Как отметила психиатр Татьяна Шишковская, сегодня в психиатрии активно применяется нейровизуализация в качестве исследовательского метода, а ритмическая транскраниальная магнитная стимуляция и глубокая стимуляция мозга являются доказанными эффективными способами лечения психических расстройств. В будущем, считает она, использование клеточных технологий, генной терапии и психофармакогенетики позволит нам лучше понять механизмы развития психических расстройств и разработать персонализированные и таргетные подходы к лечению.
Нейробиолог и популяризатор Вячеслав Дубынин представил факторы, увеличивающие и сокращающие риск нейродегенеративных заболеваний (на основе метаанализа). Среди защитных факторов — долгое обучение в детстве, успешная учеба в университете и высокая когнитивная нагрузка в зрелом возрасте, а также полезные пищевые привычки. Среди самых вредных — прерывание сна, курение.
Завершая дискуссию, нейролингвист Ольга Драгой пригласила подумать не столько о том, как изменятся наши коммуникации благодаря нейротехнологиям, сколько о том, как они уже сейчас помогают людям с нарушениями речи. Благодаря вживлению электродов в кору головного мозга с помощью специальных алгоритмов уже сегодня реконструируется речь пациентов, страдающих анартрией (анартрия — речевое расстройство, характеризующееся утратой способности к артикуляции слов, но сохранной внутренней речью). Технологии могут радикально улучшить качество жизни пациентов, утративших способность к устной коммуникации. Но пока счет идет на десятки слов, и впереди еще много работы по созданию лингвистических моделей, аппаратного обеспечения, а также алгоритмов обработки сигнала, способных точно интерпретировать сложные нейронные сигналы мозга.
Разработки в области нейроинтерфейсов могут не только применяться для персонализированной помощи пациентам, но и быть полезны здоровым людям, что открывает перспективы для интеграции этих технологий в повседневную жизнь, например для изучения иностранных языков. Но при этом исследовательница уверена, что изучать другие языки мы все же будем как минимум ради красоты, которая заложена в каждом языке.
Международный симпозиум «Создавая будущее» — первое мероприятие Национального центра «Россия», который был создан 1 июля 2024 года по распоряжению президента Российской Федерации Владимира Путина. Центр призван сохранить наследие Международной выставки-форума «Россия» и демонстрировать достижения страны и ее граждан. В работе центра участвуют федеральные органы власти, университеты, государственные компании, корпорации и регионы. В рамках симпозиума состоялось более 60 секций, в том числе с участием экспертов из НИУ ВШЭ.
В секции «Изучение будущего» с докладом «Форсайт науки и технологий: методы и организация» выступал заместитель директора ИСИЭЗ НИУ ВШЭ, директор Форсайт-центра Александр Соколов.
В работе круглого стола в рамках трека «Будущее цивилизаций» принял участие директор Центра научно-технологического прогнозирования ИСИЭЗ НИУ ВШЭ Александр Чулок.
Ольга Абрамова, старший преподаватель факультета социальных наук НИУ ВШЭ, выступила гостевым экспертом в форсайт-сессии Конструкторского бюро по моделированию будущего по теме технологического трека «Общество и ойкумены».
Об участии питерской Вышки в форуме можно прочитать здесь.
Вам также может быть интересно:
Нейроученые обнаружили, что мозг реагирует на убеждение по принципу Анны Карениной
Группа ученых из НИУ ВШЭ изучила нейромеханизмы убеждения. С помощью МРТ-сканера исследователи зарегистрировали реакцию мозга испытуемых на доводы экспертов о вреде сахара. Оказалось, что мозг тех участников исследования, кто не поддавался убеждению, реагировал на доводы эксперта одинаково, а мозг тех, кого удалось убедить, реагировал по-разному. Таким образом, успешное убедительное сообщение влияет на мнение очень индивидуально, подбирая свой ключ к ктивности мозга человека. Результаты исследования опубликованы в PNAS.
Дети с аутизмом по-другому воспринимают слуховую информацию
Группа ученых при участии исследователей из Центра языка и мозга НИУ ВШЭ проанализировала особенности восприятия слуховой информации у детей с аутизмом. Ученые зафиксировали атипичное поведение альфа-ритмов как при восприятии звуков, так и в состоянии покоя. Это значит, что у таких детей уже на первых этапах работы слуховой коры головного мозга возникают нарушения в обработке звуков. В дальнейшем они могут приводить к проблемам с речью. Результаты работы опубликованы в журнале Brain Structure and Function.
Cтартовал Международный конкурс ВШЭ и АГУ на цифровой этнолук
Центр языка и мозга НИУ ВШЭ и Лаборатория экспериментальной лингвистики Адыгейского государственного университета в рамках межуниверситетского партнерства проводят Международный конкурс на цифровой этнолук впервые в формате Brain Art / ScienceArt / EtnoArt. Работы принимаются до 25 мая 2024 года.
Что мы знаем о мозге и его возможностях: рассказывают исследователи ВШЭ
Правда ли, что мозг — самый неизученный орган? Как нейротехнологии помогают в лечении сложных заболеваний? Может ли искусственный интеллект соревноваться с естественным? И куда пойти учиться, чтобы стать нейроученым? Эти и другие темы в новом выпуске рубрики «Разговор с экспертом» обсудили ученые из Высшей школы экономики — Ольга Драгой, Андрей Мячиков и Алексей Осадчий.
В НИУ ВШЭ-Нижний Новгород будет создан медтех-консорциум
В нижегородской Вышке состоялась стратегическая сессия с участием исследователей стратпроекта «Устойчивый мозг: нейрокогнитивные технологии адаптации, обучения, развития и реабилитации человека в изменяющейся среде». На семинаре, организованном Центром коммерциализации разработок и трансфера технологий ВШЭ, обсудили возможности применения механизмов коммерциализации к научным проектам и обрисовали черты будущего консорциума по медицинским технологиям.
Анна Шестакова: «Мы разрабатываем технологии поддержки человека и укрепления интеллекта»
О достижениях и целях нового стратегического проекта НИУ ВШЭ «Устойчивый мозг: нейрокогнитивные технологии адаптации, обучения, развития и реабилитации человека в изменяющейся среде» новостная служба «Вышка.Главное» побеседовала с и.о. директора Института когнитивных нейронаук, руководителем Центра нейроэкономики и когнитивных исследований НИУ ВШЭ Анной Шестаковой.
«Мозг — это отдельная Вселенная, которую мы не понимаем»
Как и зачем люди вмешиваются в работу мозга? Насколько эффективно это вмешательство и к каким последствиям оно может привести? Об этом младший научный сотрудник Центра нейроэкономики и когнитивных исследований НИУ ВШЭ Мария Назарова рассказала в рамках проекта «Университет, открытый городу: Лекции молодых ученых Вышки в Культурном центре ЗИЛ».
Ученые ВШЭ создадут математическую модель мозга
Центр нейроэкономики и когнитивных исследований НИУ ВШЭ совместно с рядом других российских научных центров приступит к созданию математической модели человеческого мозга. С ее помощью можно будет изучать происходящие в мозге процессы и возникающие патологии. В перспективе разработку предполагается использовать в медицине.