Можно ли считать нейромодуляцию сегодня полноценной альтернативой фармакологическому лечению в ряде неврологических состояний?
В случае потери слуха — безусловно, да. По сути, нейромодуляция (в форме кохлеарных имплантов) — это единственный безопасный и эффективный метод восстановления слуха. Люди с полной глухотой могут достичь полного понимания речи и даже учить новые языки. А в качестве приятного бонуса — они всегда могут выключить устройство и насладиться тишиной, о чем многие жители больших городов могут только помечтать.
Однако для других заболеваний, где нейромодуляция одобрена, она пока рассматривается скорее как метод второй линии. Обычно к ней прибегают, если медикаменты не дают результата. В данном случае мы говорим о таких состояниях, как хроническая боль или болезнь Паркинсона.
В какой степени современные нейроинтерфейсы воспроизводят естественные ощущения, как у человека без повреждений?
На данный момент эта технология находится лишь на стадии разработки. Нейромодуляция в ее текущем виде подразумевает, что нервные волокна стимулируются электрическим током. Но любой, кто дотрагивался до наэлектризованного шерстяного свитера и чувствовал этот резкий, покалывающий разряд, понимает, о каком качестве ощущений я говорю — это очень далеко от естественного прикосновения.
Однако если кому-то удастся найти способ преодолеть это ограничение и сделать стимуляцию по-настоящему натуральной, это откроет целое направление невероятных возможностей. Представьте себе смартфоны, которые смогут передавать не только изображение, но и тактильные ощущения — контур и текстуру предметов на экране. Или перчатки для виртуальной реальности с по-настоящему реалистичной обратной связью.
Наша научная группа усиленно работает над тем, чтобы стать первой в этой гонке.
Месяц назад у вас вышла статья о ноцифензивном и ноцифензивноподобном поведении. Как, исходя из ее результатов, нервная система отличает истинные угрозы от ложных тревог — по каким механизмам она «вычисляет» вероятность вреда и запускает защитную реакцию?
Очевидно, что мы отдергиваем руку от горячей плиты, потому что нам больно. Но есть ситуации, когда мы демонстрируем точно такое же поведение — вздрагиваем или отдергиваем руку, — хотя никакой боли нет. Например, когда нас неожиданно хлопают по плечу или когда нас щекочут.
В нашей работе мы предположили, что защитная реакция зависит не столько от того, насколько нам больно, сколько от того, насколько происходящее неожиданно. И здесь мы опирались на то, как устроены дофаминовая система мозга и современные алгоритмы искусственного интеллекта. Дело в том, что дофамин отвечает не только за удовольствие, как принято считать, но и за механизм предсказания — он сигнализирует об ошибке, когда реальность расходится с ожиданиями. Точно так же учатся нейросети: они сравнивают предсказание с результатом и корректируют модель.
Наша теория, по сути, переносит этот принцип на восприятие угрозы. Мозг постоянно прогнозирует, насколько опасным будет следующее событие, и если реальность превосходит ожидания — мы реагируем. Именно этим объясняется, почему, если мы морально готовы к боли, мы можем ее подавить и продолжать делать свое дело. Например, чтобы спасти людей из горящего здания.
Что представляет собой стимулятор «Осязайка» и как его использование вместе с ЭЭГ, МЭГ и функциональной МРТ помогает понять, каким образом формируются искусственные тактильные ощущения и чем их нейронная обработка отличается от естественного прикосновения?
Представьте, что вы пытаетесь передать другому человеку ощущение одежды через экран: шелка или джинсов. Как проверить, получилось ли у вас? Можно спросить человека, но здесь возникает проблема: у всех нас разная сенсорная чувствительность. Один скажет: «Ваша текстура недостаточно гладкая». Другой — «Она недостаточно шершавая». А параметры стимуляции при этом одни и те же. Кто из них прав?
Мы решили эту проблему, дополнив вербальные отчеты объективными измерениями мозговой активности с помощью ЭЭГ. Идея в том, чтобы выявить паттерны активности мозга, характерные для восприятия той или иной текстуры, а затем попытаться воспроизвести эти паттерны с помощью нашего устройства.
Задача оказалась нетривиальной. Нам нужен был прибор, который может обеспечивать и механическую, и электрическую стимуляцию, позволяя сравнивать оба подхода. При этом прибор должен быть полностью совместимым с ЭЭГ, МЭГ и функциональной МРТ, чтобы мы могли видеть, что происходит в мозге в реальном времени.
В «Сириусе» мы такой прибор создали и назвали его «Осязайка». Технически это пока только один «пиксель» будущего тактильного экрана. Но если этот пиксель работает правильно, нам будет гораздо проще масштабировать технологию, чтобы создать полноценный мультипиксельный интерфейс.
Учитывая, что в рамках вашего проекта уже представлен прототип тактильного стимулятора и предполагается его адаптация для сенсорных экранов и VR-перчаток после 2026−2027 года, как Вы оцениваете реалистичность перспектив включения подобных тактильных систем в массовые устройства — смартфоны и потребительские VR-интерфейсы — в обозримом будущем? Какие технологические и научные препятствия еще нужно преодолеть для этого?
Если рассуждать трезво, в ближайшее время такие устройства вряд ли появятся в массовых смартфонах или VR-гарнитурах. Наш нынешний прототип — это скорее лабораторная установка: он требует много энергии, ресурсов для вычислений и пока совершенно не мобилен. Скорее всего, первые применения будут промышленными или медицинскими, где можно позволить себе громоздкое оборудование.
Но это совершенно нормальный путь для любой технологии. Мы все помним, какими неподъемными были первые компьютеры. Они занимали целые комнаты и требовали постоянного обслуживания. А сейчас они помещаются у нас в кармане.
Какие препятствия нужно преодолеть? Их три. Первое — миниатюризация: нам нужно упаковать сложную механику и электронику в формат, который поместится в тонком корпусе смартфона. Второе — энергоэффективность: тактильная стимуляция требует энергии, и сейчас ее слишком много для батареи телефона. Третье — обратная связь в реальном времени: чтобы создать убедительное ощущение текстуры, устройство должно реагировать на движения пальца с минимальными задержками, а это серьезный вызов для вычислительных мощностей.
Но я оптимистичен, потому что все эти проблемы — технические. Фундаментальных ограничений мы пока не обнаружили.
Оцените доступность технологий, которые создаются благодаря вам для обычных жителей России?
Мы — молодая научная группа, поэтому оценивать влияние наших исследований еще преждевременно. Пока мы только готовим почву и сажаем семена. Но уже сейчас, на этом этапе, мы начинаем видеть, куда могут вырасти наши «саженцы». Возьмем, к примеру, стимулятор «Осязайка», о котором мы уже говорили. Изначально он создавался как лабораторный инструмент для фундаментальных исследований — чтобы понимать, как мозг обрабатывает тактильную информацию. Но уже сейчас мы видим, как его можно применить в медицине. Например, для ранней диагностики нарушений тактильной чувствительности у пациентов с диабетом или рассеянным склерозом.
Если смотреть на горизонт 15−20 лет, какие изменения в нашей жизни произойдут благодаря нейротехнологиям?
Через 15−20 лет нейротехнологии позволят гораздо эффективнее восстанавливать то, что сегодня мы теряем безвозвратно. Речь про двигательные, сенсорные и когнитивные функции. Если говорить просто — люди с травмами, с нарушениями зрения или слуха, с проблемами памяти смогут вернуться к полноценной жизни.
Но есть и другой, менее очевидный эффект. Нейротехнологии не только возвращают утраченное, но иногда дают и то, чего раньше не было. Например, современные кохлеарные импланты уже сейчас можно настроить так, чтобы человек с их помощью слышал не только человеческую речь, но и ультразвук — тот самый, на котором общаются многие животные. Пациент получает способность, которой у него не было изначально и которая здоровому человеку недоступна. И это, наверное, даже интереснее, чем просто восстановление до нормы.
Как Вы оцениваете подготовку молодых научных кадров и студентов российских вузов в области нейротехнологий и смежных дисциплин, и на какие области — нейробиологию, инженерные технологии, вычислительные методы или их сочетание — молодому специалисту стоит делать основной акцент для успешной научной и профессиональной карьеры?
Если говорить про подготовку кадров, то ситуация довольно типичная для любой быстроразвивающейся области: вузы часто не успевают за технологиями. То, что студенты учат на первых курсах, к моменту выпуска может уже устареть. Но это не повод для пессимизма — просто сигнал, что учиться придется всю жизнь.
Главная проблема, с которой мы сейчас сталкиваемся в нейротехнологиях, — это даже не сбор данных, а их анализ. Провести эксперимент можно за месяц, а потом год потратить на то, чтобы понять, что именно получилось. «Узкое горлышко» сместилось в сторону обработки данных, и с каждым годом оно становится все уже. Неслучайно искусственный интеллект сейчас так востребован — это мощнейший инструмент, который позволяет находить закономерности. Но важно понимать: часто он работает как черный ящик. Мы получаем результат, но не всегда до конца понимаем, как именно он к этому результату пришел. И это создает новые вызовы для науки.
Поэтому мой совет молодым специалистам: делайте ставку на вычислительные методы и анализ данных, но не в отрыве от биологии. Чистый математик, который не понимает, как работает нейрон, и чистый биолог, который не умеет программировать, — сегодня оба проигрывают. Самый востребованный специалист будущего — тот, кто стоит на стыке: разбирается в нейробиологии, владеет инженерными подходами и умеет обрабатывать большие данные.
Ранее Наука Mail публиковала видео о том, что представили на Форуме будущих технологий 2026.
