Амбициозные глазные имплантаты Илона Маска, которые "в конечном итоге могут превзойти нормальное человеческое зрение", вряд ли достигнут этого высокого уровня, считают ученые, которые использовали "виртуальных пациентов", чтобы продемонстрировать ограничения этой инновационной технологии. Потому что даже величайшие инженерные разработки не могут сравниться с нейрофизиологией человека в восстановлении зрения.
Еще в марте Маск использовал свою платформу X, чтобы объявить о прогрессе, достигнутом в разработке Blindsight, кортикального имплантата, который не просто восстанавливает зрение, но и обеспечивает зрение с "высоким разрешением".
"Blindsight - это следующий продукт после телепатии", - написал он. "Я должен упомянуть, что имплантат Blindsight уже работает у обезьян. Поначалу разрешение будет низким, как в ранних версиях графики Nintendo, но в конечном итоге может превысить нормальное зрение человека. (((Кроме того, ни одна обезьяна не погибла и не была серьезно ранена устройством Neuralink!)"
Маск сказал, что система Blindsight позволит людям, у которых нет зрения или которые потеряли зрение, "видеть", ориентируясь на то, как мозг обрабатывает оптическую информацию. Для этого в зрительную кору головного мозга, область в задней части мозга, которая в значительной степени отвечает за обработку и интерпретацию визуальной информации, поступающей от глаз, будут имплантированы миллионы мельчайших электродов.
Но исследователи из Вашингтонского университета (UW) говорят, что в конструкции кортикальных имплантатов, таких как Blindsight, есть фундаментальные недостатки, которые недооценивают сложность взаимодействия человеческого глаза и мозга, и они использовали детальное компьютерное моделирование, которое они называют "виртуальными пациентами", чтобы продемонстрировать, что имплантаты вряд ли когда-либо "превзойдут" норму. видение.
И все это сводится к ограничениям этих электродов и их способности стимулировать нервные клетки (нейроны), необходимые для искусственного восстановления зрения. Это сложный процесс, основанный на создании множества сложных нейронных кодов, которые необходимы для правильной обработки визуальной информации мозгом.
“Даже для того, чтобы получить обычное человеческое зрение, вам нужно было бы не только подключить электрод к каждой клетке зрительной коры, но и стимулировать ее соответствующим кодом”, - сказал ведущий автор исследования Ион Файн, профессор психологии Калифорнийского университета. “Это невероятно сложно, потому что каждая отдельная клетка имеет свой собственный код. Вы не можете стимулировать 44 000 клеток у слепого человека и сказать: "Нарисуйте то, что вы видите, когда я стимулирую эту клетку". Потребовались бы годы, чтобы составить карту каждой отдельной клетки”.
На бумаге 45 000 электродов можно несколько неуклюже приравнять к 45 000 пикселям, как у экрана телевизора или компьютера, – таким образом, чем больше электродов, тем более четким и детализированным должно быть изображение. Однако исследователи говорят, что каждый нейрон передает информацию о небольшом "рецептивном поле", и эти рецептивные поля перекрываются с другими нейронами и их рецептивными полями. Таким образом, небольшое световое пятно, попадающее в глаз, на самом деле стимулирует множество взаимосвязанных нейронов, которые помогают обрабатывать информацию. Таким образом, существует огромная проблема в получении любого количества электродов для воссоздания работы тысяч нейронов, участвующих в этой сложной функции.
“Инженеры часто думают, что электроды создают пиксели, - сказал Файн, - но биология работает совсем не так. Мы надеемся, что наше моделирование, основанное на простой модели зрительной системы, поможет понять, как будут работать эти имплантаты. Это моделирование сильно отличается от интуиции инженера, который мыслит в терминах пикселя на экране компьютера”.
Чтобы продемонстрировать это, исследователи разработали ряд симуляций, в том числе видеоролик о кошке, снятый с разрешением 45 000 пикселей, по сравнению с тем, как это выглядело бы для пациента с 45 000 электродами в зрительной коре головного мозга. Модели имплантатов были разработаны с использованием данных, собранных в ходе существующих исследований кортикальных имплантатов, очень похожих на те, что были предложены Blindsight. В то время как электроды могли интерпретировать визуальную картину, кошка была чрезвычайно размытой, и ее было трудно распознать по форме.
В этих видеороликах исследователи смоделировали две различные конфигурации электродов, чтобы продемонстрировать, как видео с кошкой будет восприниматься человеком с кортикальными имплантатами.
Исследователи отметили, что, хотя это было бы улучшением для человека, у которого вообще нет зрения, они предупреждают, что такой подход к восстановлению зрения может никогда не достичь того уровня, на который рассчитывает Маск.
“Возможно, однажды кто-то совершит концептуальный прорыв, который даст нам тот самый Розеттский камень”, - сказал Файн. “Также возможно, что существует некоторая гибкость, с помощью которой люди могут научиться лучше использовать некорректный код. Но мои собственные исследования и исследования других людей показывают, что в настоящее время нет никаких доказательств того, что люди обладают огромными способностями адаптироваться к неправильному коду”.
Без возможности воспроизвести требуемые нейронные коды никакие инженерные разработки не позволят усовершенствовать эту технологию до уровня, даже близкого к адекватному человеческому зрению. И исследователи считают, что это то, о чем следует помнить при оценке осуществимости таких биотехнологий, как зрение вслепую.
“Многие люди становятся слепыми в зрелом возрасте”, - сказал Файн. “Когда вам исполняется 70 лет, очень трудно овладеть новыми навыками, необходимыми для успешного развития в качестве слепого человека. Существует высокий уровень депрессии. Может возникнуть отчаяние в попытке вернуть зрение. Слепота не делает людей уязвимыми, но слепота в зрелом возрасте может сделать некоторых людей уязвимыми. Поэтому, когда Илон Маск говорит что-то вроде ”Это будет лучше, чем человеческое зрение", это опасно."
