Валерий Кирой — о науке, нейрофизиологии и будущем нейротехнологий

— Я — научный журналист, в сферу моих профессиональных интересов входит, в частности, нейрофизиология. Поэтому я очень рад нашему разговору. Давайте начнем с самого начала. Как вы пришли в науку и почему именно нейрофизиология заняла в ней главное место?

— Знаете, я иногда сам себе задаю этот вопрос — почему именно этот путь стал для меня основным. И с радостью отвечаю, что он оказался удачным и, наверное, единственно возможным. Думаю, на это повлияли две основные причины.

Первая — это моя семья. Мама часто болела, бабушка умерла в 61 год от инсульта, и проблемы со здоровьем присутствовали у многих родственников. Такой медицинский — или, скорее, околомедицинский — фон был частью моей повседневной жизни и, безусловно, повлиял на моё отношение к вопросам здоровья и медицине в целом.

Вторая причина связана с моими ранними интересами. Я рано увлёкся популярной научной и научно-фантастической литературой, такими произведениями, как, например, «Голова профессора Доуэля» и другими. Эти книги пробудили во мне живой интерес к тому, как устроен человеческий мозг, какие процессы в нем происходят и как они связаны с нашим здоровьем и поведением.

Уже в школьные годы я стал активно интересоваться биологией, участвовал в биологических олимпиадах, вплоть до Всероссийской (в то время Всесоюзной) олимпиады в МГУ. Параллельно вместе с моим близким другом — ныне доктором медицинских наук — мы интересовались природой живых организмов, занимались наблюдениями, старались понять, как устроены живые системы. Мы ходили на кафедры Ростовского мединститута, имели возможность познакомиться с тем, как проходит обучение студентов, исследовательская работа.

Со временем мой друг начал работать лаборантом и затем поступил в медицинский институт, а я, будучи чуть младше, рос в этой среде, интерес к живой природе и мозгу постепенно креп и окончательно формировался.

Заканчивая школу, я понял, что мой интерес трансформируется от чистой медицины в сторону биологии и, в частности, психофизиологии, нейрофизиологии, нейрокибернетики. В 1971 году в Ростовском государственном университете был открыт Институт нейрокибернетики, и это окончательно определило мой выбор. Именно в этом году я поступил на биологический факультет, а на третьем курсе пришёл в Институт нейрокибернетики. С тех пор вся моя профессиональная жизнь неразрывно связана с этим институтом.

— А чем в настоящее время занимается ваша научная группа? Каковы основные направления вашей работы?

— Исторически вся моя профессиональная деятельность связана с Институтом нейрокибернетики. Сначала — в студенческие годы, затем после окончания университета, куда я был распределен. Моим научным руководителем был профессор Александр Борисович Коган — организатор и первый директор Института нейрокибернетики. Позже я работал в группе профессора Ованеса Григорьевича Чораяна – заместителя директора института по науке. Организованная им лаборатория «по наследству» досталась мне, хотя я был самым младшим в ней по возрасту научным сотрудником. Эта лаборатория уже в структуре НИТЦ нейротехнологий существует и до настоящего времени.

Менялись директора, менялось время, и в начале этого века я сам некоторое время возглавлял Институт нейрокибернетики как его директор, продолжая руководить лабораторией нейрофизиологических механизмов психической деятельности.

90-е и начало 2000-х годов были чрезвычайно сложными в плане финансирования науки. Мне пришлось принимать решения: какие направления сохранять, какие имеют перспективу выживания и развития. В итоге я сделал ставку на нейротехнологии. В дальнейшем Институт нейрокибернетики был трансформирован в Научно-исследовательский технологический Центр нейротехнологий.

В настоящее время основные направления нашей работы — это разработка нейротехнологий в самом широком смысле слова: нейроинтерфейсы, биогибридные сенсорные системы, биогибридные системы в целом и системы гибридного интеллекта.

— Тематика действительно очень широкая. Как вы оцениваете уровень ростовской школы нейротехнологий на фоне России и мира?

— Этот вопрос мне задают ежегодно в рамках программы «Приоритет–2030», в которой участвует Южный федеральный университет. Это одна из самых амбициозных государственных программ поддержки научных и прикладных исследований. ЮФУ входит в первую группу университетов — с серьёзным финансированием и стратегическим приоритетом на развитие науки и технологий.

Одно из трех главных направлений развития университета — нейротехнологии, биогибридные системы и гибридный интеллект. Это то, чем непосредственно занимается наш Центр.

Если говорить конкретно: в области стимул-независимых нейроинтерфейсов, основанных на внутренней (мысленной) речи, мы являемся абсолютными лидерами в России. Наш международный статус подтверждается тем, что нас пригласили написать главу в международную коллективную монографию по нейроинтерфейсам, собравшую ведущих специалистов мира.

В области биогибридных сенсорных систем мы тоже — безусловные лидеры в России и входим в число ведущих мировых групп. Мы работаем с млекопитающими животными-макросматиками, разрабатывая высокочувствительные системы распознавания запахов — от опасных веществ и средств до маркеров социально значимых заболеваний.

Массовое внедрение разработанной нами технологии для решения актуальных практических задач в области безопасности и здравоохранения усложняется как правовыми, так и технологическими факторами, в частности отсутствием отечественной микроэлектронной базы.

— Если говорить о развитии нейроинтерфейсов в целом — кажется, что существует некий технологический «потолок». Какие вы видите основные барьеры и пути их преодоления?

— Вы правы. Сейчас нам нужны нейроинтерфейсы, которые одновременно:

неинвазивны (т.е., не требуют непосредственного контакта с нервной тканью),

эргономичны,

имеют высокое пространственное и временное разрешение.

Речь идет о регистрации активности тысяч и десятков тысяч нейронов (размер одного нейрона — около 50 мкм) с шагом по времени менее 1 миллисекунда, что сопоставимо со временем одного нейронного спайка. Это пока крайне сложная задача.

Инвазивные методы сталкиваются с проблемами биосовместимости, долговечности, повреждения нервной ткани. Неинвазивные страдают от низкого, прежде всего, пространственного разрешения. Одна из перспективных технологий — эпидермальная микроэлектроника: тонкие биосовместимые устройства, которые могут регистрировать и стимулировать активность нервных структур через кожу.

Лаборатория, работающая в этом направлении, создана в ЮФУ в Таганроге. Она сотрудничает с ведущими мировыми специалистами, в том числе из Индии. Это может дать второе дыхание всей области нейроинтерфейсов.

— Насколько, на ваш взгляд, человечество вообще понимает работу мозга сегодня, в процентах?

— На микро- и макроуровне структура мозга изучена достаточно хорошо. Мы знаем анатомию, связи, основные функции зон. Но существует огромная методологическая пропасть между знанием структуры и пониманием того, как возникает психический образ, сознание, поведение, смыслы.

Переход от биологии к психике, от нейрона к мысли — вот главная проблема всей современной науки. Здесь нужен принципиально новый — мировоззренческий и методологический — подход.

— И последний вопрос: как у вас обстоят дела с учениками, со школой, с молодыми кадрами?

— Ростовская нейрофизиологическая школа имела очень глубокие корни и дала науке целую плеяду выдающихся ученых. Мне удалось сохранить ее основные направления, сформировать новые коллективы, привлечь специалистов разного профиля: биологов, физиков, инженеров.

Но есть и серьезные проблемы. Современное финансирование науки — проектное, краткосрочное. Молодые ученые вынуждены переходить от проекта к проекту, не имея гарантий профессиональной занятости завтрашнего дня. Поэтому многие уходят в коммерцию или уезжают за рубеж.

Я убежден: для сохранения научных школ необходимо создавать условия стабильности хотя бы на пять лет — с гарантией занятости и возможностью целенаправленной работы. Только так можно сохранить не просто научные коллективы, а настоящую школу мыслей и знаний.