DARPA шукає спосіб прискорення процесу навчання
Якщо мозок є звичайним набором біологічних «проводів» і «мікросхем», то чому не можна просто модернізувати його компоненти, щоб зробити нас кращими і розумнішими? Принаймні, така теорія стоїть за новим проектом секретного дослідницького відділу Управління перспективних дослідницьких проектів Міністерства оборони США (DARPA), згідно з анонсом, зробленим цього тижня. Завдання проекту – пошук можливостей покращення когнітивних здібностей людини шляхом активації так званої синаптичної пластичності мозку.
Недавні дослідження показують, що стимуляція роботи певних периферичних нервів (каналів, що передають сигнали від головного та спинного мозку до інших частин тіла) шляхом ініціювання виробництва нейрохімічних речовин, що реорганізують нейронні зв'язки, здатна підвищити можливості людини до навчання. У рамках своєї програми «Направленого тренування нейропластичності» (Targeted Neuroplasticity Training) DARPA фінансує вісім різних дослідницьких проектів, спрямованих на пошук методів підвищення ефективності навчання за допомогою електричної стимуляції. Кінцева мета - адаптація цієї технології на практиці для підвищення ефективності навчання солдатів. В ідеалі «модифікований» таким чином солдат зможе, наприклад, вивчити нову мову лише за кілька місяців, а не років. Зрештою, якщо DARPA вдасться знайти спосіб у такий спосіб модифікувати мозок, то результати, швидше за все, знайдуть своє застосування у військовій, а й цивільних сферах.
Іншими словами, DARPA вивчатиме фундаментальну біологію та розроблятиме нейростимулюючі пристрої, які, використовуючи наші «біологічні дроти та мікросхеми», зможуть підвищити навчання.
Одна з фінансованихDARPA команд, що працює у стінах Університету Джона Хопкінса, зосередиться на вивченні та аналізі процесів, які відповідають за нашу мову та слух. Дослідники планують провести експерименти зі стимуляцією блукаючого нерва та перевірити, чи здатна його стимуляція прискорити процес розуміння та навчання нової мови. Інша команда, що базується у Флоридському університеті, вивчатиме, як стимуляція блукаючого нерва впливатиме на сприйняття, здатність до цілеспрямованої діяльності, прийняття рішень, а також просторову навігацію у лабораторних гризунів. Команда з Університету штату Арізона займеться вивченням ефектів стимуляції тригемінального нерва та її впливу на зорову, чутливу та моторні функції добровольців-військових, які вивчають принципи розвідки, спостереження, стрілецької підготовки та прийняття рішень.
"Ми маємо деякі знання про зв'язки периферичних нервів, проте практично нічого не знаємо про ефекти, які можуть викликатися нейростимуляцією їх функцій", - говорить Вебер.
Якщо між нейростимуляцією та підвищенням ефективності в навчальності буде виявлено реальний зв'язок, то наступною фазою даної програми стане розробка пристроїв, що дозволяють підвищити швидкість навчання іноземних мов, ефективність аналізу зображень, а також розв'язання задач, пов'язаних із просторовою навігацією.
"У загальному плані аналогія між комп'ютером і мозком, звичайно, не вірна", - говорить Майкл Кілгард, провідний дослідник команди Університету Техасу в Далласі, яка бере участь у цьому проекті.
«Однак у мозку між точками «А» та точками «Б» справді є певні зв'язки. Коли ви обрізаєте ці зв'язки, ви втрачаєте функцію. Суть у тому, що ця «проводка мозку» може створювати нові сполуки. А у нас єтехнології, що дозволяють подивитися та вивчити ці сполуки».
Донедавна робота Кілгарда була пов'язана з відновленням пошкоджених шляхів у мозку. В областях, що вивчають глибоку стимуляцію мозку (йдеться про імплантати), а також методи транскраніальної прямої стимуляції (зміна функцій роботи за допомогою неінвазивних електричних стимуляцій) досягнуто певного прогресу. Особливо у питаннях електричної стимуляції, що використовується для коригування роботи пошкоджених нейроканалів мозку, скажімо, для допомоги у лікуванні різних психічних захворювань. Той же Кілгард досяг дуже певних успіхів у лікуванні посттравматичного синдрому за допомогою спрямованої нейропластичної терапії.
«Ми хочемо зрозуміти, як вилікувати ушкодження мозку та що потрібно, щоб перетягнути «дроти» мозку. Адже якщо можна відновити втрачену функцію, то, може, є можливість підвищити ефективність роботи цієї функції, щоб, наприклад, швидше вивчати нові речі?»
На думку Кілгарда, колись (і бажано в найближчому майбутньому) ми зможемо розробити пристрій вартістю лише кілька сотень доларів, здатний безболісно та легко прискорити наші можливості у вивченні нових мов. За нинішнього рівня фінансування Кілгард сподівається протягом 5 років розробити робочий прототип такого пристрою та відправити його на затвердження до FDA (американське Управління з контролю за продуктами та ліками).
На жаль, якоїсь певнішої конкретики на нинішньому етапі розвитку проекту поки що немає. Більше того, можна навіть сказати, що вся ідея поки що тримається лише на звичайних наукових припущеннях. Сказати про те, чи це працюватиме взагалі, — поки що неможливо.
«Ми використовуємо найсучасніші інструменти для дослідженнямолекулярних та клітинних процесів, залучених у роботу функцій, про які ми сьогодні говоримо. Але навіть передові інструменти мають свої обмеження», — каже Вебер.
Як правило, противники таких методів стають на захист природної роботи людського організму. Прихильники, у свою чергу, кажуть, що пошук способів та методів покращення роботи природних процесів функціонування людського організму є логічним кроком до еволюції. Тому дослідження DARPA, напевно, запустить цілу серію нових дебатів на цю тему.
Перші хвилюючі питання при відкритті будь-якої нової технології найчастіше пов'язані з її безпекою, рівною доступністю для всіх, а також свободою вибору. Дуже важливо відповісти на кожне із цих питань та заспокоїти громадськість», — підсумовує Вебер.