Научно–исследовательскому институту нейрокибернетики ЮФУ в эти дни исполняется 40 лет. Один из тех, кто стоял у истоков создания института, — старший научный сотрудник отдела нейронных сетей и робототехники Анатолий Иванович Самарин.

— Если говорить о становлении НИИ нейрокибернетики, то примерно так: Александр Борисович Коган, потом — никого, никого, никого, потом — все остальные, — говорит он.

Почему? Потому что НИИ состоялся именно благодаря Когану.

Как это было

Можно с уверенностью сказать, что проблеме «как мозг делает мысль?» Александр Борисович Коган посвятил всю свою жизнь. Ученый исследовал электрическую активность мозга и уже в 30–е годы впервые разработал немало интересных методов его изучения. Один из них — хроническое вживление электродов в мозг лабораторных животных, с помощью которых можно было регистрировать электрические проявления деятельности мозга в разных состояниях и в разных условиях. Кошки с такими коронами электродов на голове жили на кафедре физиологии человека и животных годами. Электрические проявления деятельности мозга при пищевом поведении являлись предметом его исследований при написании докторской диссертации.

— Что интересно. Александр Борисович поехал защищать докторскую диссертацию в Ленинградский институт физиологии Академии наук 20 июня 1941 года. Доехал до Москвы и услышал, что началась вой­на, — рассказывает Анатолий Иванович. — На защиту не поехал. У него была стопроцентная бронь, он без пяти минут был доктором наук. Коган пошел добровольцем на фронт.

Воевал ученый в четвертом кавалерийском казачьем корпусе три с лишним года. При освобождении Минска попал под обстрел. Потом — госпиталь. У Когана оказалось тяжелое ранение в голову, сильная контузия. В 1946 году после госпиталя, еще с палочкой, он поехал в Ленинград на защиту.

— Перед началом защиты, — продолжает Анатолий Иванович, — председатель диссертационного совета сказал: «По не зависящим от диссертанта обстоятельствам он опоздал на защиту на пять лет. По не зависящим от диссертанта обстоятельствам позвольте защищаться ему сидя, а не стоя». Защитился он блестяще.

Его диссертация касалась проблем работы мозга. Принципы работы мозга старались использовать ученые и при создании первых моделей сложных управляющих систем в технике. «Техники — учитесь у природы!» Таков был девиз кибернетиков тех лет. В конце 50–х проблема надежности вычислительной техники была одной из основных — вычислительные машины больше были на ремонте, чем работали. Тогда многие ученые–кибернетики стали задаваться вопросом: «А как же работает мозг? В нем миллиарды клеток, миллионы из них могут гибнуть, а он продолжает нормально работать». Получилось так, что Александр Борисович на своем, так сказать, военном опыте испытал, что, несмотря на гибель десятка тысяч клеток, мозг может работать надежно. Время спустя на проблемный вопрос: «Как, за счет чего?» были найдены научно обоснованные ответы.

С начала 60–х годов в проблемной лаборатории «Биофизика» А. Б. Коган собрал вокруг себя биологов, физиков, математиков, медиков, инженеров, сам детально разрабатывал все постановки исследований. Ему просто нужно было много экспериментаторов.

— Он был мозгом, а мы — в основном исполнители, увлеченные его идеями, — вспоминает Анатолий Иванович. — До сих пор поражает, как его хватало на все.

Когда в начале 70–х стал создаваться Северо–Кавказский научный центр, ректор РГУ Ю. А. Жданов решил, что при университете также должна быть очень большая научная база современных научно–исследовательских институтов. И понятно, что уже известная лаборатория Когана стала одной из первооснов абсолютно нового НИИ нейрокибернетики. Тогда таких институтов так называемого полного бионического цикла — от кибернетики клетки до живых прототипов в технике — не было. За рубежом аналогичные институты стали создаваться только в последние годы.

«Глаз–рука» — первые в мире

— Когда начали делать промышленных роботов, начались проблемы, — рассказывает Анатолий Иванович. — Робот должен был брать только определенную деталь из определенного места и ставить ее на другое. И не дай бог, если эта деталь была сдвинута на 2–3 миллиметра.

— Он бы перестал работать, — уточняю я.

— Потому что он был без органов чувств. Он не имел ни зрения, ни осязания, ни гибкого управления. Такой, знаете ли, заранее запрограммированный механический автомат. Решили робот очеловечить: «добавить» ему зрение и, как мы говорим, очувствление. Для этого нужны были очень большие разработки. И когда за них взялись, оказалось, что это очень сложно. До конца не было понимания, как это должно происходить? И тогда вновь вернулись к изучению зрения человека, его ощущений: каким образом он воспринимает внешний мир, как ведет себя в реальном окружении?

В начале 70–х для сотрудников НИИ решение этих задач стало первоочередным. Параллельно начались прикладные работы по созданию зрения робота с использованием принципов организации зрения животных и человека. Разработка ученых «Глаз–рука» конца 70–х годов стала первой в мире полноценной разработкой по созданию зрительного очувствления роботов. «Глаз» этого робота, как и у человека, мог перемещать взгляд с предмета на предмет, отслеживать «взглядом» движущие объекты. Ученые «научили» его, насколько возможно, «видеть» и «чувствовать». В начале 80–х эта работа была удостоена золотой, серебряной и бронзовой медалей на ВДНХ. Лишь двадцать лет спустя ее повторили американцы. А дело было так. С началом «перестройки» больше половины ученых института уехали за рубеж с тем, чтобы продолжать заниматься наукой. Один из сотрудников НИИ, который до сих пор работает в университете Филадельфии, увидел американскую разработку — один в один как та, которую сделали ростовские нейрокибернетики. Он, естественно, подошел к американскому исследователю и спросил: «Украли?» Американец обиделся. Тогда наш ученый попросил ростовских коллег прислать все материалы по данной разработке. И только тогда американец убедился, что действительно был такой научный приоритет 20–летней давности.

— То есть у нас были опережающие разработки, по крайней мере, лет на пятнадцать, — говорит Анатолий Иванович.

«Мяукающие дельфины»

Для института 40 лет — это целая история со многими интересными научными работами. В этом смысле у Анатолия Ивановича возникают ассоциации с известной «сказкой для младших научных сотрудников» братьев Стругацких «Понедельник начинается в субботу», по которой был снят фильм «Чародеи».

— Когда вспоминаешь все, что у нас было, возникает впечатление, что НИИ нейрокибернетики подобен НИИ ЧАВО — чародейства и волшебства. Уж очень много было разных исследований.

Особенно вначале. В 60–е разведка донесла, что американцы ведут интенсивные исследования, связанные с использованием морских животных в военных целях. У нас решили проводить такие же. НИИ нейрокибернетики досталась сложная задача — управление вынужденным движением животных, тот случай, когда не животное делает то, что ему хочется, а с помощью вживленных в глубинные структуры мозга электродов его движением управляет человек. Правда, вместо дельфинов в исследованиях участвовали кошки. Ученые называли их «мяукающими дельфинами». Научные работы проводились на полигоне, разделенном на квадраты. Во время эксперимента оператора просили, чтобы кошка прошла и вышла через определенные квадраты, предварительно перепрыгнув через барьер. Оператор садился за кнопки стимуляции — и кошка шла по заданному маршруту. Однако нужно было еще доказать, что это устойчивое управление.

— Потому что все управления движением, основанные на дрессуре, могут иметь внешнее торможение, — говорит Анатолий Иванович. — Если вдруг раздастся хлопок или появится существо противоположного пола, еда — кошка забывает обо всех кнопках и бежит туда. Так вот, во время эксперимента кошке даже стреляли из стартового пистолета над ухом, но она упорно шла по намеченному пути.

Несколько лет назад, уже на другом уровне, эту работу повторил на черепахах доктор биологических наук, профессор Буриков. Сейчас подобного рода работы популярны в научном мире. Одно из таких направлений — интерфейс мозг–компьютер. Нужно создать систему быстрой обработки и расшифровки электрической активности мозга, чтобы только по мысленному приказу парализованного человека, прикованного к инвалидной коляске, можно было ею управлять. И такая работа два года назад успешно проводилась в институте. Об этой и других разработках ученых института, связанных с идентификацией личности, распознаванием, функциональным состоянием человека, мы не раз рассказывали на страницах газеты. Сегодня над многими разработками ученые института работают вместе с зарубежными коллегами.

— Эти связи были еще со дня основания института, — говорит Александр Иванович. — Александр Борисович Коган был из тех людей, для которых всюду открыты двери. Его встречали  в Англии, Америке, Индии, на Кубе… Ученые всего мира приезжали и к нам. В те годы наш институт имел очень редкую аппаратуру, такой техники в стране были единицы. Такие для Когана были созданы условия. Он жил наукой, понимая, что она не может быть только советской или американской… Она одна для всех.

Часто Анатолию Ивановичу приходилось ездить с А. Б. Коганом в командировки.

— Помню, нам нужно было ехать в Москву в Министерство образования РСФСР. Он открывает дверь, а вахтер уже начинает улыбаться, спрашивает: «Ну как ваша концепция организации нейронных структур?» Я этому даже не удивился. Александр Борисович постоянно работал. Мог где–нибудь приткнуться, чтобы записать возникшую на ходу мысль или идею, и рассказать о ней даже вахтеру.

Сегодня ученые НИИ нейрокибернетики им. А. Б. Когана продолжают заниматься исследованиями структур мозга и еще не раз удивят нас своими новыми работами.