Наукова фантастика чи факт миттєве навчання, як в «матриці»

«Я знаю кунг-фу». Це одна з найбільш пам'ятних фраз з фільму 1999 року «Матриця». Персонаж Кіану Рівза, Нео, виголошує її після того, як бойове мистецтво за лічені секунди завантажується в його мозок через футуристичний комп'ютерний роз'єм в його черепі.

Якби це дійсно було так просто ... Зараз для того, щоб стати майстром кунг-фу, потрібні тисячі годин практики. Але є декілька хитрощів, за допомогою яких процес освоєння навику може бути посилений технологічно. Можливо, одного разу будуть здійснені серйозні прориви в декількох важливих областях, і засвоєння знань і навичок буде відбуватися на величезних швидкостях за допомогою хірургічно імплантованого і зовнішнього обладнання.

«Ця концепція не є абсолютно фантастичною», говорить Брюс МакНотон, нейробіолог з Університету Летбридж в Канаді. «Я думаю, вона буде реалізована в найближчі пару сотень років».

Замаскована тренування мозку

Навчання - це виснажливий процес, запитайте будь-якого студента-математика або атлета, який готується до Олімпійських ігор. Повторення вправи, не має значення, вирішуєте ви математичні задачі або стрибаєте з жердиною, поступово впроваджується в довгострокову ментальну і м'язову пам'ять.

Дослідження, опубліковане в минулому році, передбачає, що процес навчання може бути прискорений, при чому так, що навчається навіть не помітить цього. Назва цієї техніки навіть має звучне науково-фантастичне ім'я: вчені називають її «декодована зворотна нейрологическая зв'язок».

За допомогою сканера мозку вчені спостерігали за паттернами активності в візуальному кортексе учасників експерименту, в той час як ті були зайняті розгляданням різних орієнтацій будь-якого об'єкта. Протягом багатогодинних сесій протягом декількох днів учасники виконували конкретне ментальне завдання - сконцентруватися на зеленому диску так, щоб він виріс в розмірах - це дослідники призначили патерном однією з орієнтацій. Згодом учасники навчилися краще ідентифікувати цю конкретну орієнтацію об'єкта, навіть не помітивши, що їх тренували цього процесу. Іншими словами, вони навчилися.

Подібний тип непрямого сублімінальних навчання може одного разу вилитися в навчання кого-небудь, наприклад, грі на фортепіано або виконання кидка дзюдо.

«Це поки ще не« Матриця »», говорить Такео Ватанабе, професор нейромедіціни з Бостонського університету і провідний автор досліджень по декодувати зворотного нейросвязі. «Але це може бути перетворено в дуже потужний інструмент, який може багато в чому нагадувати те, що ми бачили у фільмі».

Від візуалізації до актуалізації

На даний момент ця техніка була застосована тільки до перцептивного навчання (а конкретно, візуальному навчанню). Застосування її до моторного навчання - скоординованого руху членів тіла, балансу і диханню, які і складають, наприклад, кунг-фу - буде серйозним викликом.

«Моторне навчання подібно перцептивному, тому ми майже впевнені, що ця техніка може бути застосована і до нього», говорить Ватанабе. «Але моторне навчання вимагає поліпшення в послідовності рухів, так що це може зайняти тривалий час».

Ватанабе продовжує: «Цілком імовірно, що є можливість навчити людину виконувати один рух краще, ніж він робив це раніше, протягом одного року або близько того, з використанням цієї технології».

І хоча це практично вічність у порівнянні зі швидкістю навчання кунг-фу Нео, техніка Ватанабе має ключова перевага. «У« Матриці »інформація і навички безпосередньо фізично транслюються в мозок», говорить він. «Наш метод краще тим, що нам не потрібно впроваджуватися в мозок людини». Іншими словами, ця техніка не вимагає наявності гігантського роз'єму на потилиці учня.

Нео і його друзі мають різні порти по всьому тілу для живлять трубок та інших сенсорних кабелів. Найбільш важливим є великий роз'єм в основі черепа, який дозволяє Нео підключатися до навчальної машині. Підключившись, він може вивчати нові здібності у віртуальній реальності Матриці.

Медична наука на сьогоднішній день пропонує подібні, але далеко не такі просунуті пристрої, які називаються нейро-машинні інтерфейси. Ці експериментальні пристрої дозволяють паралізованим людям керувати механічною рукою-маніпулятором за допомогою однієї лише думки. Імплантат в мозку людини реєструє електричну активність нейронів, яка потім транслюється в руху механічної руки.

Триваюче розвиток цих систем має суттєво допомогти в реабілітації хворих. «Ми зможемо поверхнево маніпулювати мозком вже в найближчі кілька десятиліть, і навіть робити такі речі, як наприклад відновлювати грубе візуальне сприйняття для сліпих або зчитувати грубі керуючі сигнали для штучних протезів», говорить МакНотон. «Подібні речі робляться вже зараз».

Введення і виведення подібних сигналів між тим виявляється досить близько від справжнього «програмування» мозку, яке ми бачимо в «Матриці». Але щоб виконувати щось подібне, вченим потрібно набагато більш глибоке розуміння фізичних основ пам'яті і мислення.

Мозок містить в собі близько ста мільярдів нейронів, які з'єднані між собою трильйонами нейронних зв'язків, які називаються синапсами. Пам'ять - по крайней мере, частково - фізично «записана» в умовах, що змінюються з'єднаннях нейронів і можливо в самій нейронної архітектурі. Перепрограмування клітин мозку для формування нових спогадів потребують прецизійної точності і надзвичайно малих масштабів оперування.

«В принципі, можна записати з декількох нейронів і потім стимулювати їх, і це в певному сенсі буде порушувати всю систему», каже МакНотон. «Але з поточним рівнем технології ця концепція зажадає масивного втручання в мозок, що спричинить за собою серйозні пошкодження, і імплантат все одно буде відкинутий імунною системою людини».

Якщо припустити, що ліки або особливі покриття дозволять позбутися від атак імунної системи, і що імплантати зможуть взаємодіяти з зовнішніми пристроями для вибіркового зміни нейронів на молекулярному рівні, перед нами постане інше фундаментальне питання: чи говорять мізки кожної людини на одному і тому ж мовою?

Вчені десятки років працюють над розшифровкою «нейронного коду» мозку. Патерни активності мозку при навчанні, міркуванні і запам'ятовуванні можуть істотно відрізнятися у різних людей. В цьому випадку мізки людей не будуть діяти як стандартизовані комп'ютери, які можуть з легкістю прийняти загальну програму навчання кунг-фу.

Але, незважаючи на всі ці перешкоди, Ватанабе налаштований оптимістично. Він вважає, що вчені за допомогою технік подібних декодувати зворотного нейрологической зв'язку, скоро навчаться стирати небажані травмуючі спогади і посилювати навчання.

Однак кунг-фу не перебуває на вершині списку пріоритетів Ватанабе. Його номер один - це навчання грі на гітарі. «Я хотів би навчитися грати як Джиммі Пейдж з Led Zeppelin», говорить він.