Технология интерфейса мозг-компьютер в настоящее время считается одной из самых перспективных областей. Neuralink, компания, основанная американским миллиардером Илоном Маском, успешно провела множество подобных операций. 20 числа CNN отметил, что Китай в настоящее время догоняет в этой области и «приближается к мировому продвинутому уровню и по сложности сравним с Соединенными Штатами и Великобританией».
Чип интерфейса мозг-компьютер «Бейнао-1», разработанный Пекинским институтом науки о мозге и создания мозга (слева), и схематическая модель его эффектов после имплантации (справа). (Источник: CNN)
Помогите пациентам восстановить коммуникативные навыки.
Так называемая технология интерфейса «мозг-компьютер» подразумевает сбор высококачественных сигналов ЭЭГ от мозга, их последующую обработку, декодирование и вывод для управления другими устройствами. CNN сообщил, что чип беспроводного интерфейса «мозг-компьютер», разработанный Пекинским институтом науки о мозге и искусства мозга, был имплантирован в мозг пяти пациентов в ходе клинических испытаний. Репортер Global Times узнал в предыдущем интервью, что интерфейсы мозг-компьютер в основном делятся на три технических маршрута, основанных на разных способах получения мозговых волн: неинвазивный (неинвазивный) режим, который не требует хирургического вмешательства и просто прикрепляет электроды к коже головы для сбора мозговых волн; полуинвазивный режим, при котором электроды прикрепляются к коре головного мозга хирургическим путем, но не вводятся в ткань мозга; и инвазивный режим, в котором используются микроиглы или микропровода для непосредственного введения электродов в ткань мозга. Теоретически, чем ближе собирающий электрод к ткани мозга, тем лучше качество собираемых сигналов мозговых волн, но тем выше риск хирургического вмешательства.
Чип под названием «Бейнао № 1», разработанный Пекинским институтом науки о мозге и интеграции мозга, имеет размер всего лишь монету и является полуинвазивным. CNN процитировал Максимилиана Ризенхубера, профессора нейробиологии Джорджтаунского университета в США, который отметил, что большинство американских компаний используют инвазивные технологии для имплантации чипов в мозговые оболочки для лучшего улавливания сигналов, но требуют хирургического вмешательства с более высоким риском. «Бейнао-1» может получать достаточно информации за пределами мозговых оболочек, чтобы декодировать определенные слова. По имеющимся данным, 67-летняя пациентка, перенесшая операцию, страдающая боковым амиотрофическим склерозом и неспособная говорить, использовала эту технологию, чтобы представить мысль «Я хочу есть» в виде китайских иероглифов на экране компьютера. «Пациенты говорят, что это великолепно, как будто они могут получить или восстановить контроль над (своими) мышцами», — сказал Луо Минмин, директор Пекинского института науки о мозге и интеграции мозга и главный научный сотрудник исследования.
По данным официального сайта Пекинского института науки о мозге и создания мозга, с февраля по март 2025 года «Бэйнао-1» завершила выпуск первой в мире партии гибких высокопроизводительных полуинвазивных беспроводных полностью имплантируемых мозг-компьютерных систем. Пациенты хорошо восстанавливались после операции, а количество эффективных каналов аппарата достигало более 98%. Используя интеллектуальную систему «мозг-компьютер» «Бейнао-1», парализованные пациенты могут управлять компьютерами, роботизированными руками и даже управлять устройствами для стимуляции мышц на расстоянии, чтобы способствовать постепенному восстановлению двигательных функций своих конечностей. В то же время «Бейнао-1» — первая в мире беспроводная полностью имплантированная система «мозг-компьютер», обеспечивающая декодирование языка для пациентов с афазией, что может помочь пациентам восстановить свою способность к общению.
Китай одновременно продвигает несколько технологий
По имеющимся данным, помимо полуинвазивного «Бэйнао-1», Пекинский институт наук о мозге и визуализации мозга также разрабатывает инвазивный «Бейнао-2». 1024-канальная проводная версия интеллектуальной мозго-компьютерной системы «Бейнао-2» станет первой в мире, которая в 2024 году реализовывает обезьян, перехватывающих движущиеся цели силой мысли.
В январе этого года китайская компания Brain Tiger Technology, занимающаяся интерфейсом «мозг-компьютер», команда нейрохирургов больницы Хуашань, входящей в состав Фуданьского университета, и Научно-исследовательский институт мозга Тяньцяо провели клинические испытания по высокоточному декодированию движений в реальном времени и декодированию языка с помощью отечественной оригинальной инвазивной гибкой технологии интерфейса «мозг-компьютер» и добились значительного прогресса. Пациент с черепно-мозговой травмой придумал в уме слова «С Новым 2025 годом». После расшифровки компьютер отправил роботизированной руке команды совершить жест в форме сердца, реализовав процесс передачи новогоднего поздравления посредством мыслей. По имеющимся данным, эта технология основана на китайском декодировании в реальном времени. Субъект не только реализует расширенные функции, такие как синтез китайского языка с мыслями в реальном времени, управление цифровыми аватарами и диалоговыми большими моделями искусственного интеллекта, но также декодирует человеческую ЭЭГ в язык, а затем преобразует ее в инструкции для управления ловкими руками в реальном времени для достижения взаимодействия человека с компьютером. Это достижение не только дает пациентам с афазией надежду изменить свои речевые функции, но и открывает новые возможности для прямого взаимодействия между человеческим мозгом и большими моделями искусственного интеллекта и даже для передачи идей.
В конце прошлого года полуинвазивное устройство интерфейса мозг-компьютер, совместно разработанное компанией Brighton Medical Technology (Shanghai) Co., Ltd. и командой профессора Хун Бо с факультета биомедицинской инженерии Университета Цинхуа, завершило третье клиническое испытание по имплантации в стране и первое в Шанхае в больнице Хуашань, входящей в состав Университета Фудань. Согласно сообщениям, команда начнет крупномасштабное клиническое исследование в 2025 году и планирует привлечь 30-50 пациентов с травмой спинного мозга для имплантации интерфейса мозг-компьютер.
«Невозможно сравнивать яблоки и апельсины»
По данным CNN, технология интерфейса «мозг-компьютер» впервые зародилась в США в 1970-х годах. Американская компания Synchron взяла на себя инициативу проведения испытаний на людях в июле 2021 года и провела несколько операций по имплантации интерфейса мозг-компьютер. Новая система интерфейса «мозг-компьютер», разработанная Медицинским центром Дэвиса Калифорнийского университета, успешно преобразовала сигналы ЭЭГ пациента с БАС в речь с точностью 97%. Neuralink, еще одна известная компания, занимающаяся интерфейсами «мозг-компьютер», завершила свое первое испытание на людях в 2024 году. Субъект достиг контроля над компьютерной мышью с помощью мозгового имплантата. В июне этого года компания объявила, что попытается имплантировать испытуемым устройства «слепого зрения» уже в следующем году. По имеющимся данным, Neuralink разработала микрочип, который можно имплантировать непосредственно в зрительную кору головного мозга. Принцип состоит в том, чтобы обойти глаза и зрительные нервы и напрямую послать стимуляцию в область мозга, отвечающую за обработку зрительных сигналов, тем самым «обманывая» мозг, заставляя его производить зрительное восприятие, тем самым возвращая зрение слепым.
Согласно отчету, технология интерфейса «мозг-компьютер» возглавляется американскими учеными, но «Китай быстро их догоняет». Согласно отчету, Китай начал заниматься наукой о мозге только в 1990-х годах, но она быстро развивалась. В 2014 году китайские ученые предложили идею запуска национального проекта по науке о мозге, стремясь догнать аналогичные усилия в США и Европе. Два года спустя наука о мозге была включена в пятилетний план Китая. В исследовательском отчете о разработке интерфейсов «мозг-компьютер» в Китае, опубликованном американскими учеными в 2024 году, упоминается, что усилия китайских исследователей «по сложности сравнимы с усилиями США и Великобритании». «Китайские исследования неинвазивного интерфейса «мозг-компьютер» сопоставимы с исследованиями других технологически развитых стран, и предпринимаются усилия по преодолению препятствий для расширения сферы применения», — говорится в докладе.
По состоянию на март этого года пятерым пациентам был имплантирован чип «Бейнао №1». Технология демонстрирует «высокую точность» при декодировании сигналов мозга пациентов и преобразовании их в текстовую речь или движения машин. CNN сообщил, что команда Ло Минмина планирует ускорить испытания на людях в следующем году и имплантировать чипы 50-100 пациентам. «Мы надеемся ускорить этот процесс. Если будет доказано, что он безопасен и эффективен, его можно будет использовать клинически во всем мире». Что касается того, кто более продвинут в технологии интерфейса мозг-компьютер между Китаем и Соединенными Штатами, Ло Минмин считает, что «Бэйнао-1» и Neuralink имеют разные технические пути, и сравнивать их — все равно, что сравнивать «яблоки и апельсины». «Я не думаю, что между этими двумя продуктами существует конкуренция или эксклюзивность, и мы пока не знаем, какой вариант принесет больше пользы пациентам».