Чарівний капелюх для мозку від Ілона Маска
Якось я запитав Маска, чому він зайнявся інженерною справою, а не наукою. Він відповів: "Коли мова заходить про прогрес, техніка – обмежуючий фактор". Іншими словами, прогрес науки, бізнесу та виробництва цілком залежить від техніки.
Як я розумію, нейрокомп'ютерний інтерфейс – це те, чим інтерфейс системи мозок-комп'ютер повинен стати в ідеальному світі – найпросунутішою концепцією, коли практично всі нейрони мозку можуть безперешкодно спілкуватися із зовнішнім світом. Це поняття ґрунтується на ідеї з наукової фантастики про "нейронне мереживо", описаному Іеном Бенксом – невагомому комп'ютерному інтерфейсу, здатному телепортуватися в мозок.
Бізнес-сторона ідеї – Neuralink – компанія, що займається розробкою інтерфейсу «мозок-машина». Вони хочуть створити ультрасучасні нейрокомп'ютерні технології (НКТ). Те, що учасники проекту називають "мікротонким пристроєм". Завдяки цьому буде підтримуватися зростання компанії, вона також стане відмінним засобом для впровадження інновацій (наприклад, SpaceX використовує свої запуски як для підтримки компанії, так і для експериментів з новітніми інженерними розробками).
Що стосується інтерфейсу, то ось що говорить Маск: "Ми прагнемо вивести на ринок щось, що здатне допомагати в різних випадках при різних травмах мозку (інсульт, рак, вроджені вади). І для цього нам знадобиться ще чотири роки".
Правда тепер колонізація Марса здається справжньою дрібницею?Будь-яке обговорення інновації починається з питання: як це зробити, і які виклики стоять на шляху здійснення ідеї. Теорія завжди спотикається на практиці. Про що йдеться?
Суспільний скептицизм
Нещодавно соціологи провели опитування серед американців про те, які майбутні біотехнології лякають їх найбільше. Виявилося, що НКТ лякають їх більше, ніж технологія редагування геному.
І один із засновників Neuralink Фліп Сейбс цього не може зрозуміти.
Перед ученим, який думає про фундаментальну зміну життя – створення вірусів, євгеніку та інше – постає ряд питань, які більшість біологів вважають тривожними. Ті нейробіологи, з якими я спілкувався, не вважають чимось неприродним чіпи в мозку, тому що у нас вже є чіпи в мозку. Нам відомий принцип глибокої стимуляції мозку для полегшення симптомів хвороби Паркінсона, ранні випробування чіпів для відновлення зору, кохлеарний імплантат, так що питання про встановлення в мозок якихось пристроїв для зчитування інформації не здається таким вже великим кроком. Я думаю, коли люди більше дізнаються про ці чіпи, вони перестануть так турбуватися.
Наше нерозуміння мозку
Якщо розуміння мозку – це миля, то ми просунулися лише на три дюйми. Фліп сміється над цим: "Якщо б розуміння мозку було передумовою для взаємодії з ним, у нас були б проблеми. Але його процеси можна розшифрувати, не розуміючи до кінця динаміку обчислень, які в ньому відбуваються. Як це рахувати – проблема інженерів. Розуміння суті та організації нейронів до найдрібніших деталей в тому сенсі, який задовольнить нейровченого – окрема проблема. І нам не потрібно вирішувати всі проблеми науки для того, щоб досягти прогресу".
Якщо ми просто зможемо використовувати техніку, щоб навчити спілкуватися нейрони з комп'ютерами, то наша робота буде зроблена, а машинне навчання зробить все інше. І тоді вже комп'ютер, як би це не звучало іронічно, пояснить нам роботу мозку.
"Зворотна сторона фрази про нерозуміння "нам не потрібно розуміти мозок заради інженерного прогресу" – те, що ми практично напевно розширимо наші наукові знання", – вважає Фліп.
Злі гіганти
Обидві компанії Tesla і SpaceX наступають деяким на ноги (наприклад, автомобільній індустрії, нафто- і газовидобутку, військово-промисловому комплексу). І їм не подобається те, що відбувається, тому вони роблять все, що можуть, щоб перешкодити тим, хто їх зачіпає. На щастя, у Neuralink такої проблеми немає. Немає жодної великої промисловості, якій Neuralink може перешкодити.
Перешкоди, які стоять перед компанією – технологічні. Їх багато, але є дві найбільш серйозні, і якщо їх вирішити, то це змінить траєкторію нашого майбутнього.
Проблема 1. Пропускна здатність з'єднання
Коли справа дійде до ваших думок, кількох сотень електродів буде недостатньо, щоб сформулювати просте речення.
Нам потрібна більш висока пропускна здатність, якщо це стане чимось серйозним. Команда Neuralink вибрала число «мільйон одночасно розшифрованих нейронів», коли говорила про інтерфейс, який зміг би реально змінити світ. Я також чув, що 100 000 – це число, що дозволяє створити широкий діапазон неймовірно корисних НКТ з різними додатками.
У перших комп'ютерах була така сама проблема. Примітивні передавачі займали багато місця, їх було складно зменшити. Потім в 1959 році з'явилася інтегральна схема – комп'ютерний чіп. Тепер з'явився спосіб збільшити число транзисторів в комп'ютері, і народився закон Мура – поняття про те, що кількість транзисторів, що розміщуються на кристалі інтегральної схеми, подвоюється кожні 24 місяці (прогноз про подвоєння кожні 18 місяців належить Девіду Хаусу – НВ).
До 90-х років всі електроди для НКТ виготовлялися вручну. Потім ми почали з'ясовувати, як створювати ці маленькі багатоелектродні матриці, використовуючи звичайні напівпровідникові технології. Один із засновників Neuralink Бен Раппапорт вважає, що «відмова від ручного виробництва стала першим натяком на те, що технології проходять етап, де закон Мура міг стати релевантним».
Це все – тільки плани. Наш максимум сьогодні – пара сотень електродів, здатних одночасно розшифровувати близько 500 нейронів – це неймовірно далеко від мільйона, або дуже близько, в залежності від типу росту. Якщо ми будемо додавати по 500 нейронів кожні 18 місяців, ми дійдемо до мільйона до року 5017-му. Якщо ми будемо подвоювати загальну кількість кожні 18 місяців, як це роблять комп'ютерні транзистори, ми отримаємо мільйон в 2034 році.
Зараз ми десь на півдорозі. Ян Стівенсон і Конрад Кордінг опублікували статтю, в якій розглядалася максимальна кількість нейронів, які можна було одночасно розшифровувати протягом останніх 50 років (у будь-якої тварини), і помістили результати на цей графік.
Іноді це називають "законом Стівенсона": дослідження припускає, що кількість нейронів, які можливо одночасно розшифровувати подвоюється кожні 7.4 року. Якщо тенденція збережеться, то нам вдасться досягти мільйона до кінця століття, а до 2225 розшифрувати всі нейрони в мозку і отримати закінчений чарівний капелюх (так я називаю інтерфейс, над яким працює Маск).
Але 7.4 – це в будь-якому випадку занадто довго, щоб почати революцію. Проривом тут буде не створення пристрою, здатного розшифрувати мільйон нейронів, а зміна парадигми, яка змусить цей графік бути більше схожим на закон Мура, ніж на закон Стівенсона.
Як тільки це вдасться, мільйон нейронів стане справою часу.
Проблема 2. Вживлення
НКТ не просунуться, доки для того, щоб їх використовувати потрібно буде розкрити череп.
Це важливе питання в Neuralink. Я думаю, що слово «неінвазивний» пролунало десь 42 рази, поки я обговорював проект з усією командою.
Крім того, що це серйозний бар'єр для виходу на ринок і серйозна проблема безпеки, інвазивна хірургія головного мозку коштує дуже дорого і обмежена в ресурсах. Ілон каже, що можливий автоматичний процес вживлення: "Приладом для цієї мети повинно бути щось на зразок лазера, інакше ви будете обмежені кількістю нейрохірургів і дуже високими цінами. А прилад з лазером зможе це змінити".
Інші проблеми
Сьогодні у пацієнтів, що використовують нейрокомп'ютерний інтерфейс, в голові є дроти. Безумовно, їм не можна літати. Neuralink планує працювати над бездротовими пристроями. Але в зв'язку з цим виникає ще більше проблем. Потрібен девайс, який зможе відправляти і отримувати великий масив інформації за допомогою бездротового з'єднання. Це означає, що потрібно буде подбати про такі речі як посилення сигналу, аналого-цифрове перетворення і стиснення даних. О, і у нього має бути індуктивне живлення.
Ще одна проблема – біосумісність. Чутлива електроніка, як правило, погано працює всередині желе. І людське тіло не дуже любить, коли в ньому виявляються сторонні предмети. Але мозкові інтерфейси майбутнього розраховані на нескінченність без будь-яких проблем. Це означає, що пристрій, ймовірно, повинен бути герметично закритим і досить міцним, щоб продовжувати працювати десятиліттями серед нейронів. А мозок, що сприймає сучасні прилади як загарбників, повинен змиритися з думкою, що техніка – це його звичайна частина, що виконує власну функцію.
Є проблема простору. Де саме ви збираєтеся розмістити свій пристрій, який може взаємодіяти з мільйоном нейронів в черепі, який вже займається створенням простору для 100 мільярдів нейронів?
Також існує такий факт: сучасні електроди в основному оптимізовані для простого електричного запису або простої електричної стимуляції. Якщо нам справді потрібен ефективний інтерфейс мозку, нам знадобиться щось інше, ніж однофункціональні жорсткі електроди – щось з механікою нейронних ланцюгів, які можуть розшифровувати і стимулювати, і які можуть взаємодіяти з нейронами електрично, хімічно і механічно.
І просто погодьтеся, що все це чудово поєднується – довготривалий, біосумісний, двоспрямований комунікативний, неінвазивно-імплантований пристрій. Крім однієї маленької деталі, що ми не знаємо, як розмовляти з нейронами.
Правда тепер колонізація Марса здається справжньою дрібницею?
Продовження колонки Тіма Урбана буде опубліковано в розділі Погляди. Слідкуйте за оновленнями
Оригінал публікації на сайті Wait But Why
Wait But Why час від часу пише щось новеньке. Ми надсилаємо кожен пост на email більш ніж 230,000 осіб – введіть свою адресу тут, і ми додамо вас до списку (ви будете отримувати лише кілька листів на місяць). Ви також можете слідкувати за Wait But Why в Facebook і Twitter.
Новое Время володіє ексклюзивним правом на переклад і публікацію колонок Wait But Why. Републікування повної версії тексту заборонене
Більше поглядів тут