Към нов пробив в невротехнологиите

Това, което знаем за мозъка, е много по-малко от онова, което нe знаем за него. Знаем неща, свързани с преработката на реч, на слухово и на визуално възприятие. Определено не може да кажем как се конструира мисъл, чувство, как се синтезира образ, мирис, вкус.

Това са големи отворени въпроси. Наясно сме с конкретни неща, свързани с неврологични болести и неврохирургични проблеми, които може да се повлияват - казва доц. д-р Димитър Проданов. Поводът за срещата с учения е предстоящото създаване на експериментална лаборатория по невротехнологии към Института по информационни и комуникационни технологии (ИИКТ) при БАН. Проект „VIBraTE” се финансира от програмата „Хоризонт Европа".

В лабораторията ще се наблюдава взаимодействието между електродите и мозъка и ще се работи за създаването на интерфейси между мозъка и машината. „Новото знание ще е основа при разработването на нови поколения импланти и устройства. Този проект е само едно семенце“, казва доц. Проданов. Невротехнологиите са клас инженерни приложения за взаимодействие с нервната система и очакваните резултати по проект „VIBraTE” ще допринесат за разработването на технологии за лечение на неврологични заболявания и за създаването на ново поколение протези за незрящи или слухово увредени пациенти.

Цели на учените

С проекта учените се насочват приоритетно към инвазивните интерфейси, а неинвазивните ще се развиват на по-късен етап. Цел е да се създаде конкурентна в международен план група от учени. Тя ще си взаимодейства с българската и с европейската индустрия, но и с европейски научни институции. Така ще се разработват и ще се комерсиализират конкретни приложения. „Идеята не е да създадем чипове за хората, а да разберем как взаимодействат клетките около имплантиран електрод, за да може да се разработи по-добра терапия срещу Паркинсоновата болест и някои мозъчни разстройства. Голямото предизвикателство е по-добре да се опознаят механизмите, по които функционира мозъкът“.

Ползи

Този проект е съобразен с възможностите на ИИКТ като българска академична институция. Той прави връзка с интересно изследователско направление, в което се инвестират много средства. Проекти в Европа (Human Brain Project), САЩ (BRAIN Initiative), Китай, Япония (MINDS Project) изследват функцията на човешкия мозък, като създават технологии, които способстват това изследване. Технологичните решения ще помагат на човека да преодолява здравословни проблеми, например инсулти. Населението застарява и рехабилитацията в последната фаза на човешкия живот е във фокуса на много изследвания. На европейско ниво има осъзната необходимост да се разработват такива технологии, има финансиране и по линия на проекти България може да увеличи капацитета на свои технологични институции.

Гледната точка на доц. Проданов към “чипирането”, за което се говори напоследък:

За мен то е по-скоро конспиративна теория. Хората, които вярват в това, се доверяват прекалено много на научния ПР. Чипиране означава, че някой превъзхожда нашето знание като научна област. „Чипирането“ вече е измислено, това е телевизията, тя ни контролира. Но що се отнася до разбирането, че имплантът може да започне да контролира поведението на човека, това скоро няма да е възможно, а може и никога да не е възможно със сегашното ниво на технологиите. Някой ден може да стане възможно с определен вид биологични системи, за които има аналози в природата, които да вземат контрол върху емоциите и базовите реакции на човека. Контролът чрез биологични агенти може да е възможен след 20-ина години, чрез чипове – вероятно ще отнеме 50-60 години.

Невротехнологиите се развиват почти 100 години. Един бърз поглед назад:

Първото най-просто приложение е електрокардиограмата. Проф. Вилем Ейнтховен създава електрокардиографа и прави първата ЕКГ, за което през 1924 г. получава Нобелова награда. В момента неинвазивните технологии се прилагат в домакинството – неврошапки, чрез които може да си пуснете приятна музика, в зависимост от Алфа или Делта вълните на мозъка. В терапевтичен план основното приложение са слуховите протези. При тях външен електрод стимулира определени места във вътрешното ухо, което помага на хората да чуват. Мозъкът се учи да интерпретира сигналите и да попълва празнотите в стимулацията.

Науката продължава да изучава мозъка на човека. Докъде е стигнала:

Ако трябва по десетобалната система да определим напредъка: Три. Революционна стъпка би довела до етап четири, но все още учените са на емпиричния етап. Науките за мозъка не може да се сравнят с физиката, в която има много работещи теории. Човешкият мозък е много по-сложен обект, тъй като интегрира няколко различни скали на всички сетива. Спомняме си събития от детството, имаме въображение, влияем се от обществото и от околната среда… Текат комплексни процеси, които са несравнимо по-сложни от Теорията на относителността, отнела около 50 години за разработка.

Върху какво се работи в областта на невротехнологиите:

Продължават опитите да се направи устройство, което чете команди на мозъка: „Паркирай колата. Отключи ключалката“. Това не е четена на мисли, а е дълъг процес, в който човекът учи машината какво той иска тя да направи. Стивън Хокинг командваше системата с неинвазивен интерфейс. Интерфейс е дори четенето с посоката на погледа. С езика също може да се прави подобен контрол, ако в него се имплантират електроди, тогава с фини движения може да се осъществяват команди. Има вероятност тези технологии да са по-успешни, но засега никой не може да каже това, тъй като е въпрос на приемане от обществото.

България губи част от научно-техническия си потенциал. Какво може да се направи:

Опитваме да преобърнем този процес. Намираме добра предпоставка за това в образователната система и в светогледа на хората. Инициативност и любопитство са два много важни елемента в науката, в технологиите, но и в бизнеса. Учените в България може да ги задържим чрез добро заплащане и чрез познаването им в обществото. Комуникацията е много важна. Медиите са добър посредник.

 

Доц. д-р Димитър Проданов споделя позиция в  центъра по нано-електроника Imec в Льовен, Белгия, който е водещ изследователски център в областта на наноелектрониката и цифровите технологии в света. От 2008 г. той започва научна работа в Imec и провежда разработки, свързани с развитието на дълбока мозъчна стимулация и записи с висока плътност от мозъка. От 2013 г. е асоцииран изследовател в института Neuroelectronics Research Flanders. Има разработки в изчислителната биология и терапевтичната модулация на мозъчната активност и оценката на риска на био- и нанотехнологиите. От 2009 г. работи и в новата научна област Невроинформатика.

Текстът е част от бр. 114 на сп. „Икономика“. Публикува се в Economic.bg по силата на партньорско споразумение между двете медии.