Кілька мізків, об'єднані в мережу, працюють краще, ніж поодинці - принаймні, у щурів і мавп.
Дослідники з Університету Дьюка під керівництвом Мігеля Ніколеліса (Miguel A.L. Nicolelis) в буквальному сенсі втілили в життя відоме прислів'я про те, що одна голова - добре, а дві - краще: в одному експерименті вони об'єднали між собою мізки трьох мавп, в іншому - мізки чотирьох щурів. Такі міжмозгові мережі краще справлялися з когнітивними завданнями, принаймні, з тими, які їм пропонували нейробіологи.
Тут варто нагадати, що лабораторія Мігеля Ніколеліса давно займається тим, що можна назвати створенням нейрокомп'ютерного інтерфейсу - іншими словами, він і його співробітники намагаються налагодити зв'язок між мозком і електронним пристроєм. Такий електронний пристрій, у свою чергу, може належати штучній кінцівці, або, наприклад, передавати сигнали в інший мозок. За останні роки дослідникам вдалося досягти воістину вражаючих результатів. Ось лише деякі з них: кілька років тому Ніколеліс і його група сконструювали нейроімплантат, що дозволяє мавпі рухати механічною рукою і, більш того, отримувати від неї тактильні відчуття. Потім нейрокомп'ютерний інтерфейс навчили справлятися з двома руками - це завдання виявилося складнішим, ніж у разі «одноручного» пристрою, тому що скоординована робота кінцівок підпорядковується іншим сигналам, ніж робота рук окремо. Експерименти проводили на мавпах, а самі руки були віртуальними, проте в даному випадку завданням нейробіологів було не сконструювати саму руку (цю задачу можна назвати другорядною), а розшифрувати рухові та координаційні сигнали мозку і перекодувати їх у мову, зрозумілу комп'ютеру.
А якщо прийомником сигналів зробити не руку, а інший організм? Наприклад, чи може щур за допомогою нейрокомп'ютерного перекладача наказати іншому щуру поворухнути лапою або хвостом? Такий експеримент поставили, а його результати були опубліковані в Scientific Reports в 2013 році: спеціальний імплантат, вживлений в соматосенсорну кору, передавав сигнали між тваринами, одна з яких знаходилася в США, в лабораторії Університету Дьюка, а друга - в Бразилії.
Логічно, що наступним етапом стало, грубо кажучи, додати мізків, а заодно ускладнити завдання: щоб не один наказував іншому, а щоб вони разом працювали над спільною метою. Для цього трьом макакам резуса спочатку вживили в мозок пристрій, що дозволяє зчитувати активність декількох сотень моторних нейронів (тих, які керують рухами). Незалежно один від одного всі три мавпи вчилися керувати тривимірною моделлю руки на екрані монітора: потрібно було тільки уявити, той чи інший рух, як віртуальна кінцівка починала рухатися - зчитувальний пристрій в мозку перекладав мову нейронних імпульсів в команди комп'ютеру. А потім всіх трьох підключили до однієї «руки», причому так, щоб кожній дісталося два з трьох вимірювань руху (тобто одна контролювала рух по осях X і Y, друга - по Y і Z, третя - по X і Z), і щоб внесок по кожній вісі дорівнював 50%. Тобто рух віртуальної руки, скажімо, по вертикалі контролювався відразу двома тваринами, але - на рівних умовах.
Мізки не були з'єднані безпосередньо, ніяких дротів від одного черепа іншому не простягали, мавпи з'єднувалися через загальний нейрокомп'ютерний «джойстик». Проте, як пишуть Ніколеліс і його колеги в свіжій статті в Scientific Reports, активність мозку у приматів синхронізувалася між собою, так, щоб швидше можна було досягти мети - доторкнутися віртуальною кінцівкою до віртуального м'яча. Їм вдавалося зробити бажане навіть тоді, коли одну з мавп відволікали. Іншими словами, нейробіологам вдалося довести, що об'єднання декількох центральних нервових систем на електронній платформі цілком здійсненне - елементи мозкової мережі зможуть «домовитися» між собою заради спільної мети, а сама мережа буде цілком стійка до дефектів: наприклад, якщо один з елементів з якоїсь причини випаде з процесу. Можна припустити, що стійкість її зростатиме разом з масштабом: мережа, що об'єднує десятки, сотні і тисячі вузлів навряд чи навіть відчує відсутність пари-трійки функціональних одиниць.
Ну а якщо все-таки безпосередньо з'єднати мізки? Такий досвід описаний у рузі статті, що вийшла в Scientific Reports паралельно з попередньою - правда, в цьому випадку експериментували не з приматами, а з щурами. Дослідники могли посилати з мозок тварин імпульси і зчитувати активність, яку імпульси будили в мозкових нейронах усіх піддослідних. Спочатку щури просто повинні були синхронізувати активність власного мозку з тим, що вони відчували в мізках іншого - їх нейрони повинні були почати працювати подібним чином (хоча дратівливий імпульс отримував тільки один з щурів). Потім завдання змінювали: імпульси, які транслювалися в щурячий мозок, робилася частіше або рідше, що відповідало змінами в навколишньому мікрокліматі - температура повітря або тиск підвищувалися або знижувалися, як якщо б скоро повинен був початися дощ, або, навпаки, повинно було прояснитися. Від тварин вимагалося зіставити отриману інформацію про температуру і тиск і передбачити ймовірність дощу.
Виявилося, що поодинці щури справлялися із завданням гірше, ніж разом. Тобто якщо відомості про «кліматичні зміни», закодовані в серії імпульсів, розподілялися між чотирма мізками, то щури точніше вгадували, чи піде в лабораторії дощ чи ні. Очевидно, це відбувалося завдяки взаємно синхронізованій активності всіх чотирьох нервових систем - інформація піддавалася більш ретельному аналізу.
Зрозуміло, нові результати змусили згадати всі можливі страхи, породжені наукове (і не дуже наукове) фантастичним творами на тему колективного розуму; одним з найпопулярніших стало порівняння нейрооб'єднаних мавп і щурів з Колективом Борг з «Зоряного Шляху». Однак, за словами самого Мігеля Ніколеліса, він не вірить у ось таке пряме об'єднання особистісного досвіду, емоцій, пам'яті, в можливість об'єднання і «переливання» особистостей з одного мозку в інший. Як не парадоксально, він взагалі є одним з найбільших скептиків щодо ідеї створення електронного мозку: на його думку, в осяжному майбутньому зімітувати мозок нам не вдасться. Ми зможемо посилати сигнали прямо в мозок, зможемо розширити сприймаючі здібності мозок, зможемо вдосконалити електронно-нейронні інтерфейси, але відтворити нейронне в електронному навряд чи вдасться. Проблема в тому, що складність мозку складається не тільки і не стільки в комбінації мільярдів клітин і трильйонів міжклітинних сполук, але і в особливостях взаємодії між нейронами - їх не завжди можна однозначно передбачити, а такий ймовірнісний пристрій навряд чи можливо втілити в кремнії.
Проте, нехай об'єднання нервових систем залишається низькорівневим, потенціал такого «злиття мізків» все ж досить великий. Наприклад, якщо перевести розмову в практичну, медичну площину, то скажімо, об'єднання нейронних сигналів здорової людини і хворої, яка перенесла інсульт, може допомогти швидко відновити деякі функції мозку, від рухових до мовних.