Уявіть людський мозок як величезний мегаполіс у нічний час. Тисячі вогнів спалахують і гаснуть одночасно в різних районах міста. На перший погляд це здається хаотичним мерехтінням, але якщо спостерігати досить довго, можна помітити певні закономірності: коли людина щаслива, «світловий малюнок» один, а коли вона відчуває тривогу — зовсім інший.
Саме цьому феномену присвячене нове дослідження, результати якого були опубліковані в науковому виданні Nature Computational Science.
У межах експерименту вчені працювали з 18 пацієнтами, які страждають на епілепсію. Через медичні потреби цим людям уже були імплантовані електроди в мозок. Поки учасники переглядали емоційно забарвлені зображення та відеокліпи, вони постійно оцінювали власні відчуття: наскільки приємною чи неприємною була емоція та якою була її інтенсивність. У цей же час комп'ютер безперервно фіксував електричну активність мозку.
На наступному етапі дослідники залучили штучний інтелект. Його навчили шукати зв'язок між отриманими сигналами та суб'єктивними відчуттями людини. У результаті система навчилася досить точно визначати емоційний стан піддослідних практично в режимі реального часу.
Проте найцікавіше відкриття полягало в іншому. Раніше більшість подібних наукових робіт зосереджувалися виключно на аналізі активності сірої речовини мозку, де розташовані тіла нейронів. Автори цього дослідження вирішили піти далі та включити в аналіз сигнали з білої речовини — своєрідних кабелів, що з'єднують різні ділянки мозку між собою.
З'ясувалося, що саме цими нервовими магістралями передається колосальний обсяг інформації про наші емоції. Коли модель враховувала дані як сірої, так і білої речовини одночасно, точність її прогнозів суттєво зростала.
Ще кілька років тому в наукових колах панувала думка, що емоції генеруються переважно в конкретних структурах, як-от мигдалеподібне тіло. Нова робота демонструє значно складнішу картину: почуття не живе в одній зоні. Воно виникає внаслідок злагодженої роботи цілої мережі, яка об'єднує кору, таламус, лімбічну систему та нервові шляхи, що їх сполучають.
Тут виникає глибоке філософське питання: якщо комп'ютер здатен визначити, що людина відчуває тривогу чи радість, чи означає це, що він прочитав її почуття?
Відповідь — не зовсім.
Алгоритм розпізнає патерни електричної активності, які зазвичай супроводжують певні переживання. Це можна порівняти з прогнозом погоди. На основі даних про хмарність, вологість і тиск можна майже безпомилково передбачити дощ, але самі прилади не відчувають запаху вологої землі чи прохолоди перших крапель.
Так само і штучний інтелект навчився прогнозувати емоції, але це не означає, що він знає, чим є радість, страх або любов зсередини.
Це надзвичайно важливий результат для сучасної нейронауки. Він добре узгоджується з теоріями предиктивної обробки, згідно з якими мозок постійно будує прогнози щодо того, що відбувається всередині тіла та в зовнішньому світі. Емоції в цьому контексті постають не як окремі кнопки щастя чи центри страху, а як результат безперервного порівняння очікувань мозку з реальною ситуацією.
Дослідження має і свої обмеження. Усі учасники були пацієнтами з епілепсією, тому результати не можна автоматично переносити на все населення. Крім того, учасники самі оцінювали свої емоції, а режим реального часу поки що вдалося протестувати лише на чотирьох особах.
Попри це, робота наочно демонструє стрімкий прогрес нейротехнологій. У майбутньому подібні системи зможуть допомагати виявляти початок депресії, напади тривоги або емоційні зриви ще до того, як людина сама усвідомить, що відбувається. Це відкриває нові горизонти для лікування психічних розладів.
Водночас постає нове етичне питання: якщо технології колись навчаться надзвичайно точно розпізнавати наші емоції через активність мозку, де має проходити межа між медичною допомогою та правом людини на приватність її внутрішнього світу?
Саме це питання може стати одним із головних викликів для нейронауки в найближчі роки. Суспільству доведеться шукати баланс між технологічним прогресом та захистом особистого простору кожної людини.
