Прямая речь: Александр Каплан

Я был победителем довольно серьезных олимпиад по физике и математике. Поэтому и выбор факультета мне был понятен. Мне интересна была физика, но в приложении к живому. К мозгу. Мне казалось, что физика все объяснит: в частности, как же в голове рождаются мысли? Поэтому я выбрал Физико-технический институт (МФТИ), но, увы, не поступил. А на второй год подумал, что нужно быть ближе к биологии, это уже биофизика. Подумалось, физфак МГУ – это то, что надо, там есть кафедра биофизики. Но когда время приблизилось к поступлению, оказалось, что там биофизика не связана с изучением мозга. Тогда на биофак, там тоже есть кафедра биофизики. Поступил, но биофизика на биофаке оказалась тоже специфической: как влияет радиоактивное излучение на организм, мембраны клеток – интересно, но не про мозг. В конце концов, я выбрал кафедру физиологии, где нашел и лучших руководителей, и интересные темы исследований. На этой кафедре до сих пор и работаю – прошел путь от студента до профессора.

о научно-популярных книгах

Я в свое время любил читать научно-популярные книжки, и долго их собирал. Долг того, кто пробился в науку, внести вклад в дело написания таких книжек. Но есть еще один аспект этой деятельности: просто изложить о сложном – это не только подарок читателю, но и себе. Потому, что в такой ситуации оттачиваешь не только формулировки, но и смыслы.

С чтения книжек Якова Перельмана «Занимательная физика», Мартина Гарднера «Теория относительности для миллионов», Грея Уолтера «Живой мозг», Вулдриджа «Механизмы мозга» и многих других все и началось, мне стала интересна наука.

о будильниках

Часы – это первый механизм, который попадается на глаза. Стрелочки двигаются, естественно, интересно, что там внутри. Ну, вот и у меня тяга была – раскрутить, чтобы понять, как это работает механизм. Это же вообще-то запретное дело было – будильники раскручивать. Поэтому я прилагал различные усилия, что бы раскрученный мной будильник потом собрать. Увы, это мне так и не удалось.

о грантах «Сколково»

«Сколково» – это большой финансовый фонд, который по деньгам примерно равен тому, что выделяется на науку в целом, в Академию наук и так далее. Первое, что нужно ученому, – это энтузиазм. Но он сам по себе не может долго продержаться. Потом еще какие-то проблемы: этого реактива нет, такого прибора нет, это трудно достать. Поэтому нужен кто-то заинтересованный в работе ученого (государство или какая-то структура), тогда вместе может получиться результат. Вот «Сколково» – это как раз такая структура, которая заинтересована не только в новых научных достижениях, но и в том, чтобы научные достижения вошли в нашу жизнь. Сколково помогает доводить научные разработки до коммерческого статуса. Проще говоря, Сколково дает деньги ученым, но дает только на такие разработки, которые могут оказаться коммерчески выгодными.

Вот мы прошли большой конкурс, где-то 10 разных презентаций надо было сделать, включая несколько представлений проекта на самом высоком уровне. Очень важно, что в «Сколково» ввели институт заграничного экспертирования. 5 из 10 экспертов поданного проекта должны быть иностранцы. Мне не нравится практикуемая многими отечественными фондами экспертиза «своими силами». Ученых мало, мы все друг друга знаем, уже имеем какие-то отношения и мнения друг о друге, позитивное или негативное. Это мешает объективному рецензированию.

о научно-хозяйственных отношениях

Сколковский грант фактически именной. Сколково не дает деньги государственным учреждениям. Я был бы рад, конечно, если бы грант дали МГУ, но Московский университет – слишком большая организация для оперативного управления деньгами ради конкретного проекта. И вот в «Сколково» хотят так сделать, чтобы деньги были направлены точно тому человеку, который готовил заявку и выиграл грант. Для этого создается маленькая компания, которая в своем уставе лишена всякой возможности заниматься сторонней коммерцией, она может только нанимать ученых для выполнения конкретного научного проекта. Поэтому возникают такие научно-хозяйственные отношения, и в рамках этой компании мы начинаем работать.

о скепсисе

Действительно, в научной среде есть некоторая настороженность и скепсис в отношении проектов Сколково. Но обычно она присуща людям, которые не владеют полной информацией. Скажем, только процентов 20% людей информированы о Сколковских инициативах достаточно хорошо, но 80% могут знать о проектах только понаслышке, хотя они могут работать в соседней с нами лаборатории. Однако, на сайте Сколково все есть, все открыто. Люди могут читать и критиковать. В то же время большинство фондов закрыты, вы не знаете, что там происходит. У меня больше доверия к фонду Сколково, в том смысле, что деньги не разойдутся зря. Но другой вопрос: будут ли достигнуты цели? Здесь, пожалуй, и у меня есть некоторый скепсис, действительно ли будет получено столько научного продукта, сколько денег выделено на «Сколково»?

о финансировании

Вопрос о происхождении финансирования, если оно получено легальным путем, для ученого не столь важен. Пусть правительство и партии разбираются в целевых установках. Мне важно обеспечить исследование, которое прошло экспертную оценку. Я знаю, что проект честным образом получил свои баллы, я сажусь и работаю.

о новой системе протезирования

В последнее время мы с коллегами занимаемся разработкой технологии интерфейс мозг-компьютер, т.е. технологией прямой передачи сигналов от мозга к исполнительным устройствам. Мы, в частности, создаем такое приложение интерфейса, которое позволит управлять протезом руки. Большинство людей с этим не знакомо, но ведь кисть у инвалидов управляется механическим путем с помощью металлических или нейлоновых струн, которые прикрепляется, например, к противоположному плечу. Движение этим плечом и приводит к тому, что искусственная кисть выполняет свои 2-3 движения. А если встроить в эту кисть моторчики, процессорное устройство, которое расшифровывает сигналы мозга и командовать кистью с помощью одних только «мыслей», тогда было бы все идеально. Проблема, которая пока в мире не решена. И это то, чем мы сейчас занимаемся.

о науке отечественной и мировой

Практически все мои коллеги по лаборатории либо временно работали или работают за границей, либо так и остались там работать. У нас некоторого рода конкуренция с заграницей. Здесь люди получают хорошую подготовку, и дальше уже могут подавать документы на какие-то зарубежные позиции.

Лет 6-7 назад я не мог получить деньги на исследования в России под тематику интерфейсов мозг-компьютер. Поэтому уехал работать в Южную Корею, а сейчас подобные разработки – это мировой тренд. Я проработал 5-6 лет в разных странах, но у меня не возникало желания остаться где-то по очень простым обстоятельствам: у меня не было выталкивающей силы. А у многих — есть. Вот типичная ситуация: талантливый аспирант из другого города, закончил аспирантуру, защитился — даже если бы у меня была для него вакантная позиция – где ему жить? Он не может купить квартиру в Москве. И он вынужден уехать.

об интерфейсе мозг-компьютер

Человек развивается, накапливает бесценный опыт жизни. Возникает вопрос: как он этим опытом может поделиться, как выразить себя? Какими средствами? Средства – это голос, изобразительное искусство, танец, музыка и так далее. Но все это посредством только мышц. Получается, наше богатое внутренне содержание имеет один выход – через мышцы. То есть выразить себя человек может только мышечными средствами. И даже эти средства очень ограничены. Например, если я плохо рисую, не музицирую, не пою и т.д., значит, для меня сильно сужается круг способов самовыражения. А огромное количество пациентов с различного рода поражениями двигательной сферы… тогда и мышцы не помогут. Нельзя ли найти способ «подключиться» к мозгу напрямую, чтобы обоитись без мышечных действий? У физиологов есть способ зарегистрировать активность мозга: отголоски электрических полей нервных клеток проникают через череп, и мы можем их «поймать». Ничего не повреждая, просто прикасаясь к коже головы датчиками, мы улавливаем сигналы мозга.

Но сможем ли мы, регистрируя эти электрические сигналы (ЭЭГ) с поверхности черепа расшифровать намерения человека? Если сможем, тогда ему не нужно шевелить рукой, ему достаточно подумать и действие совершится. Ведь дальше – просто техническая цепочка: если мы в изменениях ЭЭГ поймали его мысль: «Я хочу поднять стакан», превратили это изменение в командный сигнал для манипулятора, то последний, получив прямую команду от мозга, выполнит намерение человека! И такая идея для медицины – просто золотое дно: очень много людей обездвижены, но при этом мозг функционирует нормально. Им нужно организовать эту биотехническую цепочку: регистрация – расшифровка – передача в исполнительный механизм; прямую коммуникацию от мозга к внешней среде.

об электромагнитных волнах

Получается — можно создать революционную технологию коммуникации для человека, новый выход из мозга, безмышечный, посредством биотехнической системы, не только мышечный, но напрямую от мозга. Такая коммуникация могла бы быть создана и природой, если бы электромагнитные колебания от мозга далеко распространялись. Тогда мы могли бы излучать, как антенны, электромагнитные волны, а другой человек их бы принимал. Почему природой это не предусмотрено? Ведь миллионы лет совершенствования организмов, а у всех – только мышечный выход. По одной просто причине: энергии электромагнитной не хватает, чтобы она передалась хотя бы на сантиметр. Но если мы эту энергию можем поймать прямо около кожи головы, а дальше передать по радиоканалу – вопрос снимается. Мы просто регистрируем и передаем сигнал куда угодно.

о чтении мыслей

Теоретически, с моей точки зрения, мысли с помощью интерфейса мозг-компьютер прочитать нельзя. Расшифровать непосредственный поток мыслей будет невозможно. Мы обречены на обычный, механический разговор. Но передавать намерения, даже не осознанные, которые можно почувствовать, вполне возможно. Если два человека доверяют друг другу, то контакт мог бы быть не плохой.

об эксперименте в Корее

Несколько лет назад, когда я работал в Южной Корее, мне пришла в голову идея эксперимента. Психологи говорят, что каждый человек имеет внутреннее, т.е. неосознаваемое, предпочтение определенного цвета. Я подсоединил датчики к голове, связал сигналы мозга напрямую с компьютерным монитором, который использует систему смешивания трех цветов: голубой, красный и желтый. Фактически в компьютере – это движки, и в зависимости от того, как они стоят, получается палитра из миллионов цветов. Так вот я соединил три сигнала с тремя движками. Испытуемым я об этом не сказал, они не знали, что соединены с компьютером таким образом. Оказалось, что действительно – мозг начинает стабилизировать какой-то цвет. В основном это был зеленоватый или желто-оранжевый цвет. Выходило, что мозг, при помощи этой связи высказывает свои предпочтения. Неосознанно.

о тренировке мозга

Любую мышцу можно натренировать, мы ее видим. Но как тренировать мозг? Соединяем его, например, с помощью электродов с какой-нибудь игрой. И все, человек видит процесс, он выигрывает только в том случае, если умеет контролировать сигналы. Можно тренироваться. И не только здоровым людям, но и людям, перенесшим инсульт. Часть мозга повреждена и не может выполнять свои функции. Она дефицитарна, не разрушена, ей нужно тренироваться, как и атрофированной мышце. Но мозг работает по-другому, и здоровые участки берут на себя функцию поврежденных, а те окончательно умирают. А мы можем подсоединить электрод именно к поврежденной части и тренировать ее.

Можно представить, что компьютерные игры перейдут наполовину на управление от мозга. Что они тренируют сейчас? Время реакции и азарт, вот и все. А если те же самые игры будут работать по новым технологиям, вы будете тренировать умение владеть своим мозгом и собой.

о новом уровне комфорта

Интерфейс мозг-компьютер может предложить дополнительный канал, который связывает не столько с другим человеком, сколько с техническим устройством. Например, вы не понимаете, почему вам плохо, но мозг может неосознанно изменить палитру в комнате, и вы станете чувствовать себя лучше. Но это требует тренировки. Как маленький ребенок не может сразу начать играть, ему нужно тренироваться, так и использование этих каналов – постепенная тренировка, желательно с детства. Конечно, я против того, чтобы вживлять какие-нибудь чипы, все такие устройства должны быть внешними. Например, заушники. И все, вы получите больший комфорт. Среда для этого должна быть более техногенной, но мы к этому и идем. И в таком случае, это может быть очень тонкое манипулирование средой: вы захотели чаю, и чайник включился. Это мелочи, но это очень удобно. Мы еще не знаем всех аспектов, но это как раз одна из тех технологий, которые сами прокладывают себе путь, как, например, персональные компьютеры или паровозы, в свое время.

о владении собой

Когда я говорю «мы расшифровываем намерения» — это только половина дела. Главное, что человек должен научиться управлять электрическими сигналами своего мозга. Тогда он сможет управлять и цветом монитора, и инвалидной коляской,компьютерной мышкой и набирать тексты, и т.д.. Расшифровка ЭЭГ в том и состоит, что отлавливаются такие ее изменения, котрые связаны с тем или иным простым намерением или фокусом внимания человека. При этом человек должен натренироваться менять сигналы мозга в соответствии со своими намерениями. И это принципиально. Вначале казалось, что это невозможно. Это же не руки, не мышцы, это ЭЭГ – как же можно научиться ей управлять произвольным образом? Но оказалось, что человек это может, и способность научиться менять свою ЭЭГ, это фактически то же самое, что научиться владеть рукой. Во взрослом состоянии это тяжелее, и, хотя с детьми никто исследования не проводил, похоже, что они быстрее научаться.

И что же мы тренируем? Получается, что мы тренируем способность владеть состоянием своего мозга. Фактически — это способность владеть собой. Мы же знаем, что собственным психическим усилием можем на себя повлиять. Нам как раз не хватает этого, мы очень подвержены внешнему влиянию, и чем дальше, тем больше. Например, со стороны масс-медиа. И наших сил не хватает, чтобы ограничить их влияние. Это происходит незаметно, но чем меньше мы владеем собой, тем больше мы становимся марионетками. Ничего не поделаешь, таковы свойства техногенной среды. Очень важно, чтобы в этой среде человек не потерял, а освоил рычаги управления состоянием своего мозга.