В июле 2024 года Илон Маск объявил на платформе X, что кортикальный имплант Blindsight, предназначенный для восстановления зрения, на начальном этапе будет обладать низким разрешением, но, по его словам, "в конечном итоге может превзойти нормальное человеческое зрение".

Скептицизм исследователей Вашингтонского университета

Новое исследование Вашингтонского университета (University of Washington) поставило под сомнение это утверждение. Айона Файн (Ione Fine), ведущий автор работы и профессор психологии UW, заявила, что прогноз Маска относительно проекта Neuralink основан на неверном предположении: будто имплантация миллионов микроскопических электродов в зрительную кору (область мозга, обрабатывающую информацию от глаз) обеспечит зрение высокого разрешения.

Результаты исследования

В ходе исследования, опубликованного в журнале Scientific Reports, ученые разработали вычислительную модель, имитирующую восприятие в ходе различных исследований коры головного человека, включая имплант высокого разрешения, подобный Blindsight. Одна из симуляций демонстрирует видео с кошкой при разрешении 45 000 пикселей как кристально чистое изображение. Однако симуляция, отражающая восприятие пациента с 45 000 электродов в зрительной коре, показывает ту же кошку размытой и с трудом поддающейся идентификации.

Объяснение функциональности зрительной коры

Файн пояснила, что отдельный электрод соответствует не пикселю, а стимулирует в лучшем случае один нейрон. В отличие от маленьких "точек" на компьютерном экране, каждый нейрон в зрительной коре передает мозгу информацию об изображении в пределах небольшой области, называемой "рецептивным полем", причем эти поля перекрываются. Таким образом, одно световое пятно активирует сложную сеть нейронов. Четкость изображения зависит от того, как информация обрабатывается тысячами нейронов, а не только от размера или количества электродов.

"Инженеры часто думают об электродах как о генераторах пикселей, — отметила Файн. — Но это просто не соответствует тому, как работает биология. Мы надеемся, что наши симуляции, основанные на простой модели зрительной системы, помогут понять, как будут работать эти импланты. Эти симуляции сильно отличаются от интуитивных представлений инженера, который мыслит категориями пикселей на компьютерном экране".

Подход и значение исследования

Исследователи использовали обширные данные, полученные на животных и людях, для создания вычислительных "виртуальных пациентов", впервые продемонстрировав, какой может быть электрическая стимуляция зрительной коры человека. Хотя нечеткое зрение все равно стало бы значительным достижением для многих пациентов, Файн подчеркнула, что эти симуляции, представляющие вероятный наилучший сценарий для зрительных имплантов, призывают к осторожности.

Проблемы достижения зрения высокого разрешения

Несмотря на значительные усилия Маска в области инженерных аспектов зрительных имплантов, сохраняется серьезная проблема: воспроизведение нейронного кода — сложного паттерна разрядов среди многих тысяч клеток, который обеспечивает четкое зрение после имплантации и стимуляции отдельных клеток электродами. Файн отметила: "Даже для достижения типичного человеческого зрения потребовалось бы не только выровнять электрод по каждой клетке зрительной коры, но и стимулировать ее соответствующим кодом. Это невероятно сложно, потому что каждая отдельная клетка имеет свой собственный код. Нельзя стимулировать 44 000 клеток у слепого человека и сказать: 'Нарисуйте, что вы видите, когда я стимулирую эту клетку'. Потребовались бы буквально годы, чтобы составить карту каждой отдельной клетки". Файн добавила, что в настоящее время у ученых нет методов для определения правильного нейронного кода у слепого человека. "Когда-нибудь у кого-то может произойти концептуальный прорыв, который даст нам этот Розеттский камень, — сказала она. — Также возможно, что существует некоторая пластичность, при которой люди могут научиться лучше использовать неправильный код. Но мои собственные исследования и работы других ученых показывают, что в настоящее время нет доказательств наличия у людей массивных способностей адаптироваться к неправильному коду".

Реалистичные ожидания и будущее применение

Без таких прорывов зрение, обеспечиваемое Blindsight и аналогичными проектами, останется ограниченным и несовершенным, независимо от технологической сложности. На данный момент модели, созданные в ходе этого исследования, могут помочь исследователям и компаниям улучшить размещение существующих устройств и разработать новые технологии. Кроме того, они могут предоставить таким организациям, как FDA и Medicare, информацию о важных тестах для оценки устройств и установить реалистичные ожидания для хирургов, пациентов и их семей.

Опасения по поводу заявлений Маска

"Многие люди слепнут в пожилом возрасте, — сказала Файн. — Когда вам 70 лет, освоить новые навыки, необходимые для полноценной жизни слепого человека, очень трудно. Наблюдаются высокие показатели депрессии. Люди могут испытывать отчаяние, желая вернуть зрение. Слепота сама по себе не делает людей уязвимыми, но потеря зрения в пожилом возрасте может сделать некоторых людей уязвимыми. Поэтому, когда Илон Маск говорит такие вещи, как 'Это будет лучше, чем человеческое зрение', это опасно".

Ссылка на исследование:
Ione Fine et al., A virtual patient simulation modeling the neural and perceptual effects of human visual cortical stimulation, from pulse trains to percepts, Scientific Reports (2024). DOI: 10.1038/s41598-024-65337-1