Илон Маск недавно заявил в программе X, что Blindsight, кортикальный имплантат для восстановления зрения, поначалу будет иметь низкое разрешение, «но в конечном итоге может превзойти нормальное человеческое зрение».

Согласно новому исследованию Вашингтонского университета, это утверждение в лучшем случае нереалистично.

Айон Файн, ведущий автор и профессор психологии Вашингтонского университета, заявила, что прогноз Маска относительно последнего проекта Neuralink основан на ошибочной предпосылке, что имплантация миллионов крошечных электродов в зрительную кору — область мозга, которая обрабатывает информацию, полученную от глаза, — приведет к зрению с высоким разрешением.

Для исследования, опубликованного в Scientific Reports , ученые создали вычислительную модель , которая имитирует опыт широкого спектра исследований коры головного мозга человека, включая имплантат с чрезвычайно высоким разрешением, такой как Blindsight. Одна из симуляций показывает, что фильм о кошке с разрешением 45 000 пикселей кристально чистый, но фильм, имитирующий опыт пациента с 45 000 электродов, имплантированных в зрительную кору, будет воспринимать кошку как размытую и едва узнаваемую.

Файн отметил, что это связано с тем, что один электрод не представляет собой пиксель, а стимулирует в лучшем случае один нейрон.

На экране компьютера пиксели — это крошечные «точки». Но в зрительной коре это не так. Вместо этого каждый нейрон сообщает мозгу об изображениях в пределах небольшой области пространства, называемой «рецептивным полем», и рецептивные поля нейронов перекрываются. Это означает, что одно пятно света стимулирует сложный пул нейронов. Четкость изображения определяется не размером или количеством отдельных электродов, а тем, как информация представлена ​​тысячами нейронов в мозге.

«Инженеры часто думают, что электроды производят пиксели, — сказал Файн, — но биология работает совсем не так. Мы надеемся, что наше моделирование, основанное на простой модели зрительной системы, может дать представление о том, как будут работать эти имплантаты. Это моделирование сильно отличается от интуиции, которая может возникнуть у инженера, если он мыслит в терминах пикселей на экране компьютера».

Подход исследователей заключался в использовании широкого спектра данных животных и людей для создания вычислительных «виртуальных пациентов», которые впервые показывают, как может ощущаться электрическая стимуляция зрительной коры человека. Даже нечеткое зрение стало бы прорывом, который изменит жизнь многих людей, сказал Файн, но эти симуляции, которые представляют собой вероятный наилучший сценарий для визуальных имплантатов, предполагают, что осторожность уместна.

Файн заявил, что Маск добивается важных успехов в решении инженерной задачи создания визуальных имплантатов, однако остается одно большое препятствие: после имплантации электродов и стимуляции отдельных клеток все равно необходимо воссоздать нейронный код — сложную схему активации многих тысяч клеток , — которая обеспечивает хорошее зрение.

«Даже для того, чтобы получить типичное человеческое зрение, вам пришлось бы не только подсоединить электрод к каждой клетке зрительной коры, но и стимулировать ее соответствующим кодом», — сказал Файн. «Это невероятно сложно, потому что у каждой отдельной клетки свой код. Вы не можете стимулировать 44 000 клеток у слепого человека и сказать: «Нарисуй то, что ты видишь, когда я стимулирую эту клетку». На то, чтобы составить карту каждой отдельной клетки, буквально ушли бы годы».

Файн заявил, что пока ученые не имеют ни малейшего представления о том, как найти правильный нейронный код у слепого человека.

«Возможно, однажды кто-то совершит концептуальный прорыв, который даст нам этот Розеттский камень», — сказал Файн. «Также возможно, что может быть некая пластичность, когда люди могут научиться лучше использовать неправильный код. Но мои собственные исследования и исследования других показывают, что в настоящее время нет никаких доказательств того, что люди обладают огромными способностями адаптироваться к неправильному коду».

Без такого рода разработок зрение, обеспечиваемое Blindsight и аналогичными проектами, останется размытым и несовершенным — независимо от того, насколько сложны электронные технологии.

На данный момент модели, разработанные в исследовании, могут использоваться исследователями и компаниями для помощи в размещении существующих устройств и разработке новых технологий, среди прочих преимуществ. Такие организации, как Управление по контролю за продуктами питания и лекарственными средствами и Medicare, также могут получить представление о том, какие тесты важны при оценке устройств. Кроме того, модели предоставляют реалистичные ожидания для хирургов, пациентов и их семей.

«Многие люди слепнут в конце жизни», — сказал Файн. «Когда вам 70 лет, очень сложно освоить новые навыки, необходимые для того, чтобы преуспеть в качестве слепого человека. Высок уровень депрессии. Может быть отчаяние в возвращении зрения. Слепота не делает людей уязвимыми, но слепота в конце жизни может сделать некоторых людей уязвимыми. Поэтому, когда Илон Маск говорит что-то вроде: «Это будет лучше, чем человеческое зрение », это опасно».

Соавтором выступил Джеффри Бойнтон, профессор психологии Вашингтонского университета.