DARPA ищет способ ускорения процесса обучаемости

Если мозг представляет собой обычный набор биологических «проводов» и «микросхем», то почему нельзя просто модернизировать его компоненты, чтобы сделать нас лучше и умнее? По крайней мере такая теория стоит за новым проектом секретного исследовательского отдела Управления перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA), согласно анонсу, сделанному на этой неделе. Задача проекта – поиск возможностей улучшения когнитивных способностей человека путем активации так называемой синаптической пластичности мозга.

Недавние исследования показывают, что стимуляция работы определенных периферических нервов (каналов, передающих сигналы от головного и спинного мозга в остальные части тела) путем инициирования производства нейрохимических веществ, реорганизующих нейронные связи, способна повысить возможности человека к обучению. В рамках своей программы «Направленной тренировки нейропластичности» (Targeted Neuroplasticity Training) DARPA финансирует восемь различных исследовательских проектов, направленных на поиск методов повышения эффективности обучаемости с помощью электрической стимуляции. Конечная цель – адаптация этой технологии на практике для повышения эффективности обучаемости солдат. В идеале «модифицированный» таким образом солдат сможет, например, выучить новый язык всего за несколько месяцев, а не лет. В конечном же итоге, если DARPA удастся найти способ таким образом модифицировать мозг, то результаты, скорее всего, найдут свое применение не только в военной, но и гражданских сферах.

«Цель проекта направленной тренировки нейропластичности – понимание нейронных процессов, регулирующих когнитивные функции, отвечающие за обучаемость человека», — комментирует руководитель программы Даг Вебер.

Другими словами, DARPA будет изучать фундаментальную биологию и разрабатывать нейростимулирующие устройства, которые, используя наши «биологические провода и микросхемы», смогут повысить обучаемость.

Одна из финансируемых DARPA команд, работающая в стенах Университета Джона Хопкинса, сосредоточится на изучении и анализе процессов, отвечающих за нашу речь и слух. Исследователи планируют провести эксперименты со стимуляцией блуждающего нерва и проверить, способна ли его стимуляция ускорить процесс понимания и обучения новому языку. Другая команда, базирующаяся во Флоридском университете, будет изучать, как стимуляция блуждающего нерва будет влиять на восприятие, способность к целенаправленной деятельности, принятие решений, а также пространственную навигацию у лабораторных грызунов. Команда из Университета штата Аризона займется изучением эффектов стимуляции тригеминального нерва и ее воздействия на зрительную, чувствительную и моторные функции добровольцев-военных, изучающих принципы разведки, наблюдения, стрелковой подготовки и принятие решений.

Следует отметить, что на рынке уже присутствуют продукты, предлагающие улучшение когнитивных, психологических и физических способностей. Однако уровень понимания того, как на самом деле работают эти продукты, крайне низок. По мнению многих ученых, эти продукты вовсе не работают. По крайней мере так, как нам обещают производители в своих рекламных кампаниях. Поэтому целью программы DARPA является более четкий разбор и исследование эффективности как имплантируемых, так и неинвазивных методов повышения способностей человека, а также проверка фактической работы доступных сейчас методов.

«Мы обладаем некоторыми знаниями о связях периферических нервов, однако практически ничего не знаем об эффектах, которые могут вызываться нейростимуляцией их функций», — говорит Вебер.

Если между нейростимуляцией и повышением эффективности в обучаемости будет обнаружена реальная связь, то следующей фазой данной программы станет разработка устройств, позволяющих повысить скорость обучения иностранных языков, эффективность анализа изображений, а также решения задач, связанных с пространственной навигацией.

«В общем плане аналогия между компьютером и мозгом, конечно, не верна», — говорит Майкл Килгард, ведущий исследователь команды Университета Техаса в Далласе, принимающей участие в этом проекте.

«Однако в мозге между точками «А» и точками «Б» действительно есть определенные связи. Когда вы обрезаете эти связи, вы теряете функцию. Суть в том, что эта «проводка мозга» может создавать новые соединения. А у нас есть технологии, позволяющие посмотреть и изучить эти соединения».

До недавнего времени работа Килгарда была связана с восстановлением поврежденных путей в мозге. В областях, изучающих глубокую стимуляцию мозга (речь идет об имплантатах), а также методы транскраниальной прямой стимуляции (изменение функций работы с помощью неинвазивных электрических стимуляций) достигнут определенный прогресс. Особенно в вопросах электрический стимуляции, использующейся для корректировки работы поврежденных нейроканалов мозга, скажем, для помощи в лечении различных психических заболеваний. Тот же Килгард добился весьма определенных успехов в лечении посттравматического синдрома с помощью направленной нейропластичной терапии.

«Мы хотим понять, как вылечить повреждение мозга и что нужно, чтобы перетянуть «провода» мозга. Ведь если можно восстановить утраченную функцию, то, может, и имеется возможность повысить эффективность работы этой функции, чтобы, например, быстрее изучать новые вещи?»

По мнению Килгарда, когда-нибудь (и желательно в ближайшем будущем) мы сможем разработать устройство стоимостью всего несколько сотен долларов, способное безболезненно и легко ускорить наши возможности в изучении новых языков. При нынешнем уровне финансирования Килгард надеется в течение 5 лет разработать рабочий прототип подобного устройства и отправить его на утверждение в FDA (американское «Управление по контролю за продуктами и лекарствами»).

К сожалению, какой-то более определенной конкретики на нынешнем этапе развития проекта пока нет. Более того, можно даже сказать, что вся идея пока что держится не более чем на обычных научных догадках. Сказать о том, будет ли это работать вообще, — пока невозможно.

«Мы используем самые современные инструменты для исследования молекулярных и клеточных процессов, вовлеченных в работу функций, о которых мы сегодня говорим. Но даже самые передовые инструменты имеют свои ограничения», — говорит Вебер.

С серьезными трудностями ученым придется столкнуться и в социальном аспекте. Велика вероятность, что подобные исследования DARPA будут рассматриваться некоторыми как попытка создать новую расу когнитивно-усовершенствованных суперсолдат. Правда в том, что агентство в настоящий момент ведет еще несколько других проектов по исследованию мозга. В частности, в разработке имеются проекты по имплантации в мозг цифровых чипов, позволяющих лечить психические заболевания, а также восстанавливать моторные функции и функции работы памяти у получивших увечья солдат.

На данный момент программа направлена на то, чтобы дать мозгу «легкое ускорение», повысив его эффективность и скорость при изучении новых навыков примерно на 30 процентов, по сравнению с обычными методами обучения. Но если учесть, что использование обычных аналептиков и антидепрессантов, таких как Риталин (в России запрещен) и Модафинил, находящихся в свободной продаже в США и часто использующихся студентами для концентрации внимания и борьбы с сонливостью, вызывает множество споров среди общественности, то что уж говорить о фактической модификации работы мозга. Всегда найдутся те, кто будет категорически против.

Как правило, противники подобных методов становятся на защиту естественной природы работы человеческого организма. Сторонники, в свою очередь, говорят, что поиск способов и методов улучшения работы естественных процессов функционирования человеческого организма является логическим шагом к эволюции. Поэтому исследование DARPA наверняка запустит целую серию новых дебатов на эту тему.

«Первые волнующие вопросы при открытии любой новой технологии чаще всего связаны с ее безопасностью, равной доступностью для всех, а также свободой выбора. Очень важно ответить на каждый из этих вопросов и успокоить общественность», — подытоживает Вебер.