Telepatia, în jurul secolului 23: Mintea Vulcan topită, realizată prin atingerea templelor cu vârful degetelor, este o tehnică acceptată pentru avansarea complotului unui episod „Star Trek” cu un minim de dialog, prin împărtășirea de impresii senzoriale, amintiri și gânduri între personaje non-umane.
Citiri conexe
Dincolo de granițe
A cumparaContinut Asemanator
- Această lovitură de geniu v-ar putea permite să scrieți cu creierul vostru
Telepatie, 2015: la Centrul pentru Ingineria Neurală Sensorimotoră de la Universitatea din Washington, o tânără face o șapcă cu electroencefalogramă, studiată cu electrozi care pot citi fluctuațiile minime ale tensiunii în creierul ei. Ea joacă un joc, răspunzând la întrebări, întorcându-și privirea către una dintre cele două lumini stroboscope etichetate „da” și „nu”. Lumina „da” clipește de 13 ori pe secundă, „nu” la 12 și diferența este prea mic pentru ca ea să poată percepe, dar este suficientă pentru ca un computer să detecteze în arderea neuronilor din cortexul vizual. Dacă computerul stabilește că se uită la lumina „da”, trimite un semnal către o cameră dintr-o altă clădire, unde o altă femeie stă cu o bobină magnetică poziționată în spatele capului. Un semnal „da” activează magnetul, provocând o scurtă perturbare în câmpul vizual al celui de-al doilea subiect, un flash virtual (un „fosfen”) pe care ea îl descrie ca fiind asemănător cu apariția unui fulger de căldură la orizont. În acest fel, răspunsurile primei femei sunt transmise unei alte persoane din campus, mergând mai bine la „Star Trek”: schimbul de informații între două minți care nu sunt nici măcar în același loc.
Pentru aproape toată istoria umană, numai cele cinci simțuri naturale au fost cunoscute pentru a servi drept cale în creier și limbaj și gest ca canale. Acum cercetătorii încalcă aceste granițe ale minții, mută informațiile în interior și în afară și în spațiu și timp, o manipulează și o potențează potențial. Acest experiment și altele au fost o „demonstrație pentru a începe conversația”, spune cercetătorul Rajesh Rao, care a condus-o împreună cu colegul său Andrea Stocco. Conversația, care va domina probabil neuroștiința o mare parte din acest secol, ține promisiunea unei noi tehnologii care va afecta dramatic modul în care tratăm demența, accidentul vascular cerebral și leziunile măduvei spinării. Dar va fi vorba și despre etica unor noi instrumente puternice pentru a spori gândirea și, în cele din urmă, însăși natura conștiinței și identității.
Acest nou studiu a rezultat din activitatea lui Rao în „interfețe creier-calculator”, care procesează impulsurile neurale în semnale care pot controla dispozitivele externe. Utilizarea unui EEG pentru a controla un robot care poate naviga într-o cameră și să ridice obiecte - lucru pe care Rao și colegii săi l-au demonstrat încă din 2008 - poate fi obișnuit într-o zi pentru quadriplegici.
Scheletele robotizate cu senzori tactili, deținute aici de Miguel Nicolelis, detectează schimbările de poziție, temperatură și presiune și trimit informațiile către creier. (Paulo Whitaker / Reuters / Corbis) 
Pentru a monitoriza noninvaziv creierul, Rajesh Rao se potrivește participanților la studiu cu capace EEG și adaugă gel conductiv, astfel încât scalpul și electrozii să intre în contact bun. (Jose Mandojana) 
Echipamentele pe care cercetătorii le-au folosit în demonstrație au inclus un capac EEG, electrozi EEG, cabluri, o cutie de control și un amplificator de semnal. (Jose Mandojana) 
Maimuțele dintr-un studiu recent și-au folosit creierul pentru a controla un braț virtual și a manipula obiectele virtuale. Semnalele electrice transmise înapoi la creier imitau simțul atingerii. (Laboratorul Nicolelis) 
Cercetătorii încalcă limitele minții, mută informațiile din interior și din afară și de-a lungul spațiului și timpului. (Jose Mandojana) 
Cercetătorii de la Universitatea din Washington, Rajesh Rao (stânga) și Andrew Stocco (dreapta) participă la prima demonstrație de interfață creier-creier. (Universitatea din Washington) În ceea ce Rao spune că a fost prima instanță a unui mesaj trimis direct de la un creier uman la altul, el s-a înscris pe Stocco pentru a ajuta la un joc de tip „Space Invaders” de bază. În timp ce o persoană a urmărit atacul pe un ecran și a comunicat folosind doar gândul cel mai bun moment pentru a trage, cealaltă a primit un impuls magnetic care i-a determinat mâna, fără efort conștient, să apese un buton de pe o tastatură. După unele practici, spune Rao, s-au descurcat destul de bine.
- E drăguț, am spus când mi-a descris procedura. - Îl poți determina să cânte la pian?
A oftat Rao. - Nu cu nimic pe care îl folosim acum.
Pentru tot ceea ce știința a studiat și cartografiat creierul în ultimele decenii, mintea rămâne o cutie neagră. Un celebru eseu din 1974 al filosofului Thomas Nagel a întrebat: „Cum este să fii un liliac?” Și a ajuns la concluzia că nu vom ști niciodată; o altă conștiință - cea a altei persoane, cu atât mai puțin un membru al altei specii - nu poate fi niciodată înțeleasă sau accesată. Pentru Rao și câțiva alții să deschidă acea ușă o crăpătură minusculă, atunci este o realizare notabilă, chiar dacă lucrarea a subliniat în cea mai mare măsură cât de mare este o provocare, atât conceptual, cât și tehnologic.
Puterea de calcul și programarea sunt în curs de provocare; problema este interfața dintre creier și computer și, în special, cea care merge în direcția de la computer la creier. Cum transmiteți un semnal grupului drept de celule nervoase dintre cei aproximativ 86 miliarde stimulați într-un creier uman? Cea mai eficientă abordare este un transceiver implantat, care poate fi cu fir pentru a stimula regiuni mici ale creierului, chiar și până la un singur neuron. Astfel de dispozitive sunt deja utilizate pentru „stimularea profundă a creierului”, o tehnică pentru tratarea pacienților cu Parkinson și alte tulburări cu impulsuri electrice. Dar este un lucru să efectuezi o intervenție chirurgicală pentru o boală incurabilă și altceva să o faci ca parte a unui experiment ale cărui beneficii sunt în cel mai bun caz speculative.
Așa că Rao a folosit o tehnică care nu implică deschiderea craniului, un câmp magnetic fluctuant pentru a induce un curent electric minuscul într-o regiune a creierului. Se pare că este în siguranță - primul său voluntar a fost colaboratorul său, Stocco - dar este un mecanism brut. Cea mai mică zonă care poate fi stimulată în acest fel, spune Rao, nu are o jumătate de centimetru. Aceasta limitează aplicarea sa la mișcări brute ale motorului, cum ar fi lovirea unui buton sau o simplă comunicare da-sau-nu.
Un alt mod de a transmite informații, numit ecografie focalizată, pare a fi capabil să stimuleze o regiune a creierului la fel de mică ca un bob de orez. În timp ce aplicațiile medicale pentru ultrasunete, cum ar fi imagistica și ablația de țesuturi, folosesc frecvențe ridicate, de la 800 de kilohertzi până la gama de megahertzi, o echipă condusă de radiologul Harvard Seung-Schik Yoo a descoperit că o frecvență de 350 de kilohertzi funcționează bine și aparent în siguranță, pentru a trimite un semnal creierului unui șobolan. Semnalul a provenit de la un voluntar uman echipat cu un EEG, care i-a prelevat undele cerebrale; când s-a concentrat pe un model specific de lumini de pe ecranul unui computer, un computer a trimis un ștampilă cu ultrasunete șobolanului, care și-a mutat coada ca răspuns. Yoo spune că șobolanul nu a prezentat efecte negative, dar siguranța ecografiei focalizate asupra creierului uman nu este dovedită. O parte a problemei este că, spre deosebire de stimularea magnetică, mecanismul prin care undele cu ultrasunete - o formă de energie mecanică - creează un potențial electric nu este înțeles pe deplin. O posibilitate este ca acesta să funcționeze indirect prin deschiderea veziculelor sau sacurilor, în interiorul celulelor creierului, inundându-le cu neurotransmițători, cum ar fi furnizarea unei fotografii de dopamină în zona corectă. În mod alternativ, ultrasunetele ar putea induce cavitația - balonarea - în membrana celulelor, modificându-și proprietățile electrice. Yoo bănuiește că creierul conține receptori pentru stimulare mecanică, inclusiv ultrasunete, care au fost în mare parte trecuți cu vederea de neurostiți. Astfel de receptori ar avea în vedere fenomenul de „a vedea stele” sau sclipiri de lumină, de la o lovitură la cap, de exemplu. Dacă ecografia focalizată se dovedește sigură și devine o abordare fezabilă a unei interfețe computer-creier, aceasta ar deschide o gamă largă de posibilități neexplorate - de fapt, abia imaginate -.
Comunicarea verbală directă între indivizi - o versiune mai sofisticată a experimentului lui Rao, cu două persoane conectate schimbând afirmații explicite doar gândindu-le - este cea mai evidentă aplicație, dar nu este clar că o specie care posedă un limbaj are nevoie de un mod mai avansat de a spune „ Alerg târziu ”sau chiar„ Te iubesc ”. John Trimper, un candidat la doctorat în psihologie la Universitatea Emory, care a scris despre implicațiile etice ale interfețelor creier-creier, speculează că tehnologia„ mai ales prin wireless transmisiile, ar putea în cele din urmă să permită soldaților sau poliției - sau infractorilor - să comunice în tăcere și în ascuns în timpul operațiunilor. ”Asta ar fi în viitorul îndepărtat. Până acum, mesajul cel mai bogat în conținut trimis creier în creier între oameni a călătorit de la un subiect din India la unul din Strasbourg, Franța. Primul mesaj, laborios codat și decodat în simboluri binare de către un grup din Barcelona, a fost „ hola ”. Cu o interfață mai sofisticată, ne putem imagina, să spunem, o victimă accident vascular cerebral paralizat care comunica unui îngrijitor - sau câinelui său. Totuși, dacă ceea ce spune este „Adu-mi ziarul”, există sau vor fi în curând, sintetizatori de vorbire - și roboți - care pot face asta. Dar dacă persoana este Stephen Hawking, marele fizic afectat de ALS, care comunică folosind un mușchi obraz pentru a introduce primele litere ale unui cuvânt? Lumea ar putea beneficia cu siguranță de un canal direct către mintea lui .
Poate tot ne gândim prea mici. Poate un analog cu limbajul natural nu este aplicația ucigașă pentru o interfață creier-creier. În schimb, trebuie să fie ceva mai global, mai ambițios - informații, abilități, chiar și un aport senzorial brut. Ce se întâmplă dacă studenții de medicină ar putea descărca o tehnică direct din creierul celui mai bun chirurg din lume sau dacă muzicienii ar putea accesa direct memoria unui mare pianist? „Există un singur mod de învățare a unei abilități?”, Spune Rao. „Poate exista o scurtătură și este înșelăciunea?” Nici măcar nu trebuie să implice un alt creier uman pe celălalt capăt. Ar putea fi un animal - cum ar fi să experimentezi lumea prin miros, ca un câine - sau prin ecolocație, ca un liliac? Sau ar putea fi un motor de căutare. „Este o înșelăciune la un examen dacă folosești smartphone-ul pentru a căuta lucrurile pe Internet”, spune Rao, „dar ce se întâmplă dacă ești deja conectat la Internet prin creier? Măsura succesului din societate este din ce în ce mai rapid accesăm, digerăm și folosim informațiile care există acolo, nu cât de mult te poți înghesui în propria ta memorie. Acum o facem cu degetele. Dar este ceva în mod inerent greșit în a face acest lucru doar prin gândire? "
Sau, poate fi propriul creier, încărcat la un moment providențial și păstrat digital pentru accesul viitor. „Să spunem că ani mai târziu ai un accident vascular cerebral”, spune Stocco, a cărui mamă a avut un accident vascular cerebral în 50 de ani și nu a mai mers niciodată. „Acum, mergi la reabilitare și este ca și cum ai învăța să mergi peste tot. Să presupunem că poți descărca doar capacitatea asta în creierul tău. Nu ar funcționa perfect, cel mai probabil, dar ar fi un început important pentru redobândirea acestei abilități. ”
Miguel Nicolelis, un neuroștiințist creativ Duke și un lector fascinant pe circuitul TED Talks, cunoaște valoarea unei demonstrații bune. Pentru Cupa Mondială din 2014, Nicolelis - un amator de fotbal din Brazilia - a lucrat cu alții pentru a construi un exoschelet robot controlat de impulsurile EEG, permițând unui tânăr parapleg să dea prima lovitură ceremonială. O mare parte a activității sale se bazează acum pe comunicarea creier-creier, în special în tehnicile extrem de ezoterice de conectare a minții pentru a lucra împreună la o problemă. Mințile nu sunt cele umane, așa că poate folosi implanturi cu electrod, cu toate avantajele pe care le transmite.
Unul dintre cele mai izbitoare experimente ale sale a implicat o pereche de șobolani de laborator, învățând împreună și mișcându-se în sincronie în timp ce comunicau prin semnalele creierului. Șobolanii au fost antrenați într-o incintă cu două pârghii și o lumină deasupra fiecăruia. Lumina din stânga sau din dreapta ar clipi, iar șobolanii au învățat să apese maneta corespunzătoare pentru a primi o recompensă. Apoi au fost separate și fiecare echipat cu electrozi la cortexul motorului, conectat prin intermediul calculatoarelor care prelevau impulsurile creierului de la un șobolan („codificatorul”) și a trimis un semnal la o secundă („decodorul”). Șobolanul „codificator” ar vedea un flash luminos - să zicem, cel stâng - și ar împinge maneta din stânga pentru recompensa sa; în cealaltă casetă, ambele lumini vor clipi, astfel încât „decodorul” nu va ști ce pârghie trebuie să împingă, dar la primirea unui semnal de la primul șobolan, va merge și la stânga.
Nicolelis a adăugat o răsucire inteligentă la această demonstrație. Când șobolanul decodificator a făcut alegerea corectă, el a fost răsplătit, iar codificatorul a primit și o a doua recompensă. Acest lucru a servit la întărirea și întărirea proceselor neuronale (inconștiente) care erau prelevate în creier. Drept urmare, ambii șobolani au devenit mai exacti și mai rapid în răspunsurile lor - „o pereche de creiere interconectate ... transferarea informațiilor și colaborarea în timp real.” Într-un alt studiu, el a lansat trei maimuțe pentru a controla un braț virtual; fiecare ar putea muta într-o singură dimensiune și, în timp ce urmăreau un ecran, au învățat să lucreze împreună pentru a-l manipula la locația corectă. El spune că își poate imagina folosind această tehnologie pentru a ajuta o victimă de accident vascular cerebral să-și recâștige anumite abilități, prin rețeaua creierului cu cea a unui voluntar sănătos, ajustând treptat proporțiile de intrare până când creierul pacientului va face toată munca. Și consideră că acest principiu ar putea fi prelungit la nesfârșit, pentru a înrola milioane de creiere să lucreze împreună într-un „computer biologic” care să abordeze întrebări care nu puteau fi puse sau răspuns, în formă binară. Ați putea întreba această rețea de creiere pentru sensul vieții - s-ar putea să nu obțineți un răspuns bun, dar spre deosebire de un computer digital, „acesta” ar înțelege cel puțin întrebarea. În același timp, Nicolelis critică eforturile de a imita mintea într-un computer digital, oricât de puternic, spunând că sunt „fals și o pierdere de miliarde de dolari.” Creierul funcționează după diferite principii, modelând lumea prin analogie. . Pentru a transmite acest lucru, el propune un concept nou pe care îl numește „informație gotică”, după matematicianul Kurt Gödel; este o reprezentare analogică a realității care nu poate fi redusă la octeți și niciodată nu poate fi capturată de o hartă a conexiunilor dintre neuroni („Încărcați-vă mintea”, a se vedea mai jos). „Un computer nu generează cunoștințe, nu efectuează introspecție”, spune el. „Conținutul unui șobolan, maimuță sau creier uman este mult mai bogat decât am putea simula vreodată prin procese binare.”
Avantajul acestei cercetări implică proteze cerebrale reale. La Universitatea din sudul Californiei, Theodore Berger dezvoltă o proteză pe bază de microcip pentru hipocamp, partea din creierul mamiferului care procesează impresii pe termen scurt în amintiri pe termen lung. El atinge neuronii de partea de intrare, rulează semnalul printr-un program care imită transformările pe care hipocampul le efectuează în mod normal și îl trimite înapoi în creier. Alții au folosit tehnica lui Berger pentru a trimite memoria unui comportament învățat de la un șobolan la altul; al doilea șobolan a învățat apoi sarcina în mult mai puțin timp decât de obicei. Cu siguranță, această lucrare a fost făcută doar la șobolani, dar, deoarece degenerarea hipocampului este unul dintre semnele caracteristice ale demenței la ființele umane, se spune că potențialul acestei cercetări este enorm.
Având în vedere revendicările mărețe pentru potențialul viitor al comunicării creier-creier, este util să enumerăm unele dintre lucrurile care nu sunt revendicate. În primul rând, nu există nicio implicație că oamenii au o formă de telepatie naturală (sau supranaturală); tensiunile care pâlpâesc în interiorul craniului nu sunt suficient de puternice pentru a fi citite de un alt creier fără îmbunătățirea electronică. Nici semnalele (cu orice tehnologie pe care o deținem sau o imaginăm) nu pot fi transmise sau recepționate în mod secret, sau la distanță. Funcționarea minții tale este sigură, cu excepția cazului în care dai altcuiva cheia prin transmiterea unui implant sau unui EEG. Cu toate acestea, nu este prea curând să începeți să luați în considerare implicațiile etice ale evoluțiilor viitoare, cum ar fi capacitatea de a implanta gândurile în alte persoane sau de a controla comportamentul acestora (prizonieri, de exemplu) folosind dispozitive concepute în aceste scopuri. „Tehnologia depășește discursul etic în acest moment”, spune Emory's Trimper, „și de acolo lucrurile devin”. Consideră că o mare parte din traficul creierului în aceste experimente - și, cu siguranță, ceva precum viziunea lui Nicolelis despre sute sau mii de creiere. colaborarea - implică comunicarea pe internet. Dacă sunteți îngrijorat acum cu privire la cineva care îți piratează informațiile despre cardul de credit, cum te-ai simți despre trimiterea conținutului minții tale în cloud? Totuși, există o altă pistă, pe care se studiază comunicarea creier-creier. Uri Hasson, un neurolog științific Princeton, folosește imagistica prin rezonanță magnetică funcțională pentru a cerceta modul în care un creier influențează altul, cum sunt cuplate într-un dans complex de indicii și bucle de feedback. El se concentrează pe o tehnică de comunicare pe care o consideră mult superioară EEG-urilor utilizate cu stimulare magnetică transcranială, este noninvazivă și sigură și nu necesită nicio conexiune la Internet. Este, desigur, limbaj.
