Национальная технологическая инициатива (НТИ) определила девять ключевых рынков России, благодаря развитию которых будут созданы условия для глобального технологического лидерства страны к 2035 году. Один из таких рынков получил название NeuroNet (НейроНет). Согласно аннотации к его «дорожной карте», это технологии, связанные с интеграцией человеческого мозга и компьютера. Их можно будет применять в медицине, промышленности, образовании, теории коммуникации и других сферах. Объем новых сегментов рынка НейроНет уже к 2020 году составит 100 миллиардов долларов США и 1,8 триллионов — к 2035 году.
Предполагается, что НейроНет-центры объединят научно-исследовательские, научно-внедренческие, образовательные и бизнес-структуры для исследований и разработок уникальных технологий в социальной, коммерческой и других сферах. Кроме того, важно, чтобы все организации-участники НейроНет-центра располагались в территориальной близости друг от друга.
Северо-Западный центр разработки и коммерциализации нейротехнологий
Участники консорциума в Санкт-Петербурге надеются, что НейроНет-центр станет площадкой для разработки новых и аккумуляции уже существующих решений, в которых заинтересованы представители российского рынка нейротехнологий. В багаже организаций-участников есть технологии, позволяющие разрабатывать интеллектуальные приложения для распознавания сигналов мозга, с помощью которых можно «силой мысли» управлять различными приспособлениями и манипуляторами, создать методы замедления процессов деградации мозга в результате возрастных изменений или лечения болезни Альцгеймера, формировать новые модели бизнес-коммуникации и обработки больших объемов информации.
«Совместно с другими технологическими и медицинскими вузами, научными институтами, которые изучают биохимические, генетические особенности мозга, с участием представителей коммерческого сектора, заинтересованных в развитии нейротехнологий, мы сформировали многопрофильную заявку на открытие НейроНет-центра. Компетенции между составителями заявки можно условно разделить на две части: это непосредственно исследования живого мозга и его работы, а также разработки в области информационных и когнитивных технологий, которые так или иначе можно использовать для работы с нейроинтерфейсами и когнитивными функциями в иных форматах», — прокомментировала директор Центра научно-технологического форсайта Университета ИТМО Наталья Луковникова.
Что будут исследовать и разрабатывать в НейроНет-центре
Специалисты Университета ИТМО обладают компетенциями по разработке различных программных продуктов в области нейрокоммуникаций и нейроассистентов. Это вероятностные, в том числе глубокие нейросетевые модели машинного обучения для распознавания образов, анализа данных и когнитивного моделирования. Такие программные средства и приложения позволят увеличить эффективность коммуникации большой группы людей при выполнении сложного проекта. Так, нейроассистент напомнит о встрече, заметит ошибку в планировании, которая чревата срывом проекта, и поможет эффективнее организовать рабочий процесс на основе исходных данных. Кроме того, такие системы станут помощниками в работе инженеров со сложными конструкциями.
Нейротехнологии будут иметь огромное значение в реабилитации людей, которые частично или полностью парализованы, и помогут замедлять различные процессы нарушений функций мозга. Это направление работы НейроНет-центра может быть интересно и бизнесменам, и государственным структурам, которые ответственны за социальные программы реабилитации граждан.
В этом направлении международная лаборатория Университета ИТМО «Нейротехнологии виртуальной реальности» и Институт физиологии им. И. П. Павлова РАН уже разработали методы перестройки состояния крупномасштабных нейронных сетей головного мозга, благодаря которым можно восстановить когнитивные и двигательные функции человека после инсульта, а также помочь больным с психозами в стадии ремиссии, психопатиями и неврозами. При этом реабилитация человека происходит в игровой среде: человек видит свое тело в виртуальном пространстве на экране, а его движения преобразованы в причудливой и комической форме. Это помогает пациенту понять свои проблемы, а система подсказывает ему, что необходимо сделать, чтобы исправить дефекты. За счет этого идет перестройка нейронных сетей в мозге. Специалисты контролируют эффективность метода с помощью цифровой электроэнцефалографиии и МРТ. Сейчас комплекс успешно работает в клинике Института мозга человека РАН, в госпитале МЧС. Исследования были поддержаны грантом Российского научного фонда для Института физиологии им И. П. Павлова на 2014−2016 годы.
Кроме того, нейротехнологии найдут применение в образовании и индустрии развлечений. Вспомогательной и неотъемлемой частью развития нейротехнологий являются разработки в области концепции «интернета вещей», которая подразумевает тесную интеграцию бытовых, социальных, транспортных и даже экономических задач и функций между собой. Благодаря такому взаимодействию появляются такие понятия, как «умный дом», в котором кофеварка включается после звукового сигнала будильника, или «умный город», в котором программные системы становятся помощниками в регулировании городских процессов.
Планы развития НейроНет-центра
Наталья Луковникова подчеркнула, что Университет ИТМО будет развивать компетенции в области нейротехнологий вне зависимости от того, будет ли получена поддержка для создания НейроНет-центра. У вуза есть ряд бизнес-партнеров, которые заинтересованы в этом. Также университет обладает необходимой ресурсной базой для подготовки специалистов в области нейротехнологий: в частности, работает кафедра компьютерных образовательных технологий, на которой уже идет подготовка магистров по направлению «Моделирование когнитивных процессов в нейроинформационных системах». Также представители Университета ИТМО входят в подгруппу «НейроНет» НТИ, которая занимается формированием кадрового резерва в этой области. Совместно с Политехническим университетом Петра Великого и компанией IBM вуз организовал в Санкт-Петербурге хакатон по когнитивным вычислениям, открыв таким образом ряд образовательных мероприятий в области нейротехнологий.
«Мы с коллегами из вузов и исследовательских институтов проделали большую работу по созданию регионального консорциума для развития нейротехнологий и их популяризации среди студентов, будущих специалистов. С помощью хакатонов мы хотим ориентировать студентов на разработку приложений в этой области, которые будут интересны бизнесу. В дальнейшем мы планируем расширить работу со студенческими проектами по нейротехнологиям, чтобы молодые разработчики могли на различных мероприятиях и при поддержке университета получить нужную информацию по развитию стартапа, сделать прототип и, возможно, где-то даже его протестировать», — добавила директор Центра научно-технологического форсайта.
В завершение отметим, что в формировании заявки, помимо Университета ИТМО и СПбПУ, приняли участие Санкт-Петербургский государственный технологический институт, СПбГЭТУ «ЛЭТИ», Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет, Институт физиологии им. И. П. Павлова РАН, Институт эволюционной физиологии и биохимии имени И. М. Сеченова, Санкт-Петербургский научно-исследовательский психоневрологический институт им. В. М. Бехтерева, Российский научный центр радиологии и хирургических технологий, Институт мозга человека им. Н. П. Бехтеревой Российской академии наук, а также Бизнес-инкубатор «Ингрия», ОАО «Ленполиграфмаш», ООО «Нейроматикс», ООО «Демола СПб», ООО «Нейротех».
