Век живых систем: почему будущее технологий определяется нейронауками

Разработка Национальной Технологической Инициативы началась с поручения Президента России В. В. Путина по реализации послания Федеральному Собранию от 4 декабря 2014 года. Значительный вклад в её формирование внесли Дмитрий Песков (генеральный директор АНО «Платформа Национальной технологической инициативы»; специальный представитель Президента Российской Федерации по вопросам цифрового и технологического развития) и Андрей Ремович Белоусов (на тот момент Первый заместитель председателя правительства Российской Федерации). Замысел НТИ родился из простого наблюдения: отраслевые объединения, решая тактические задачи, системно не занимаются долгосрочным планированием.

Я хорошо это знаю по фармацевтической отрасли. На любой встрече отраслевой ассоциации 90% времени уходит на обсуждение текущих проблем – импортозамещение, акцизы, регуляторные барьеры и т.п. Тема инновационного развития звучит, но в последнюю очередь — пять минут с обещанием «вернуться к этому в следующий раз». Следующий раз наступает, и всё повторяется. Так — годами.

НТИ предложила другую логику: собрать вместе учёных-практиков, внедряющих инновации, небольшие технологические компании и прогрессивных представителей власти — и сфокусировать их не на текущих проблемах, а на технологиях, которые определят рынки через 5–10-20 лет и начать системно их развивать и поддерживать.

Как Нейронет победил в голосовании камешками

Так появились тематические направления, или «НЕТы»: Нейронет, Хелснет, Автонет, Аэронет и другие сетевые рынки будущего. На начальном этапе использовали необычный формат работы пароходных экспедиций — «Форсайт-флоты»: участники несколько дней жили и работали вместе, готовили презентации своих направлений и защищали их перед широкой аудиторией (в одном из самых первых принял участие и главред нашего портала Алексей Паевский – еще до создания «Нейроновостей». Позже он вошел в число участников рабочей группы Нейронета – прим. «Нейроновости»).

Голосование было устроено нетривиально: каждому выдавали условные «камешки», которые нужно было распределить между направлениями. Многие ожидали победы Хелснета. Но в общем голосовании победил Нейронет — он собрал больше всего «камешков». И, на мой взгляд, это было закономерно.

Три волны технологизации — и четвёртая на подходе

Ключевой принцип, заложенный в НТИ, — ориентация на «технологический прилив»: инвестиции туда, где ожидается прорыв и рост маржинальности благодаря новым технологиям. Если посмотреть на историю, мы увидим три последовательные волны.

Первая — эпоха механических машин с начала XIX века. Промышленная революция кратно повысила производительность труда: экскаватор заменил землекопа, паровоз — конную упряжку. Человек научился усиливать свои физические возможности с помощью машин, конвейеров.

Вторая — век вычислительных машин в XX столетии. Калькулятор оказался быстрее счётов, компьютеры — эффективнее ручного подсчёта. Человек научился автоматизировать интеллектуальные операции.

Третья волна разворачивается сейчас — это век биотехнологических машин. Мы учимся использовать законы живой природы для повышения продуктивности: от ГМО-растений до клеточных технологий и генной инженерии.

Четвёртая волна, которая уже формируется, — когнитивные машины. По аналогии с тем, как вычислительные машины управляют механическими системами, когнитивные машины будут управлять биологическими. В основе — углублённое понимание работы человеческого мозга, самой сложной системы в живой природе.

Нейронет — больше, чем нейроинтерфейсы

Нейронет в этом контексте — не просто интерфейсы «человек — машина». Это комплексное взаимодействие, которое влияет и на эволюцию машин (нейроморфные алгоритмы, искусственный интеллект), и на трансформацию самого человека. Знания о работе нервной системы уже сейчас выводят нейросетевые алгоритмы на качественно новый уровень.

Современная наука стала индустриальной. Открытия всё чаще происходят там, где учёные получают новые инструменты исследований. Когда-то навигационные приборы открыли эпоху великих географических открытий. Сегодня физики дали биологам «микроскопы» и секвенаторы — и это привело к прорыву в понимании живых систем. Расшифровка генома, развитие системной биологии, появление новых инструментов исследования — это подтверждает: XXI век — это век живых систем.

А самое сложное в живой природе — человек. Самое сложное в человеке — его мозг. Значит, следующая волна технологизации неизбежно будет связана с нейронауками.

Новое разделение труда

Это ведёт к фундаментальному пересмотру разделения труда между человеком и машиной. Раньше люди вели бухгалтерию вручную — теперь это делают программы. Раньше писали научные обзоры неделями — теперь ИИ-ассистент выдаёт результат уровня кандидата наук за минуты. Вопрос уже не в том, заменит ли машина человека в рутинных операциях, а в том, чему человек посвятит высвободившееся время и как научится эффективно взаимодействовать с новыми инструментами.

Здравоохранение: болезни мозга как главный вызов

Отдельно скажу о здравоохранении. Болезни центральной нервной системы — это не одна патология, а множество разных заболеваний, требующих таргетной терапии. Болезнь Альцгеймера, например, — не единое состояние, а группа патологий с различными мишенями и механизмами. По мере изучения учёные находят способы точечного воздействия на каждую из них, что наиболее вероятно приведет к излечению.

Параллельно формируется мощный тренд на технологии активного долголетия. Логика проста: медицина научилась справляться с сердечно-сосудистыми заболеваниями, значительно продвинулась в онкологии — и теперь на первый план выходят деменция и другие нарушения работы мозга. При этом болезни ЦНС «молодеют»: интенсивное взаимодействие с цифровыми технологиями с ранних лет влияет на развитие нервной системы. Мы пока изучаем, как именно. Но уже видим запрос на поддержание когнитивного здоровья на протяжении всей жизни — и этот рынок будет только расти.

Образование: конец конвейера

В образовании назрела смена парадигмы. Нынешняя система формировалась 200 лет назад как индустриальная, конвейерная модель. Появление ИИ меняет правила: детей невозможно изолировать от интеллектуальных помощников, да и не нужно. Задача — научить их учиться в условиях, когда рядом всегда есть бесплатный репетитор уровня кандидата наук. Это огромное пространство для технологических инноваций.

Нейрокоммуникации и маркетинг — ещё одно поле технологизации. Работа с общественным мнением, формирование установок, использование нейроинтерфейсов в рекламе — всё это требует глубокого понимания того, как человек взаимодействует с технологиями и как технологии влияют на его решения.

ИИ следующего поколения

Сам искусственный интеллект движется к принципиально новым моделям. Нынешний подход — обучение нейросетей на огромных массивах данных — эффективен, но ограничен. Следующий шаг — алгоритмы, способные обучаться на малых данных, подобно человеческому мозгу. Ребёнку достаточно один раз увидеть кошку, чтобы узнавать кошек всю жизнь. Современным нейросетям для этого нужны миллионы изображений. Сокращение этого разрыва — одна из ключевых задач. И параллельно — создание энергоэффективных вычислителей, построенных на принципах работы живых клеток мозга.

Куда инвестировать усилия

Обобщая десятилетний опыт работы в НТИ, выделю пять стратегических направлений, на которых нашему экспертному сообществу следует сфокусироваться в ближайшее десятилетие.

Первое. XXI век — век живых систем и биотехнологий. Открытия в геномике и системной биологии становятся главным драйвером технологического прогресса.

Второе. Развитие нейротехнологий и ИИ приведёт к новому разделению труда между человеком и машиной. К этому нужно готовить и экономику, и систему образования.

Третье. Ключевой технологический тренд — создание когнитивных машин, основанных на понимании работы мозга. Это не фантастика — это следующий инженерный рубеж.

Четвёртое. Государственное финансирование программ по лечению заболеваний ЦНС и активному долголетию будет расти — и это окно возможностей для тех, кто готовится сегодня.

Пятое. Необходим переход к новым моделям ИИ, имитирующим принципы работы человеческого мозга, — более эффективным, экономичным и приближённым к биологической логике.

Страна, которая сумеет сконцентрировать ресурсы на этих направлениях, получит технологическое преимущество на десятилетия. У России для этого есть и научная база, и кадры, и — что важно — десятилетний задел, сформированный в рамках НТИ. Вопрос в том, хватит ли воли довести начатое до результата.

Текст: Андрей Иващенко, профессор РАН, соруководитель РГ Нейронет в 2015-2025 годах