Czytanie w myślach już wkrótce będzie możliwe

Trud­no sobie wyobra­zić sys­tem bar­dziej zło­żo­ny niż ludz­ki mózg. Jesz­cze trud­niej zro­zu­mieć, jak ów sys­tem pra­cu­je, wytwa­rza­jąc sta­ny psy­chicz­ne i zawia­du­jąc myśle­niem, pamię­ta­niem czy koor­dy­na­cją rucho­wą ciała.

Ta zło­żo­ność nie prze­ra­ża jed­nak bada­czy, któ­rzy na wszel­kie spo­so­by pró­bu­ją roz­szy­fro­wać taj­ni­ki mózgu. Naj­bar­dziej ambit­ne pro­jek­ty pole­ga­ją na two­rze­niu map połą­czeń mię­dzy­neu­ro­nal­nych, by je potem rekon­stru­ować za pomo­cą obwo­dów elek­tro­nicz­nych lub symu­la­cji kom­pu­te­ro­wych. Na świe­cie pro­wa­dzi je obec­nie kil­ka naj­waż­niej­szych zespo­łów naukowych.

Uniwersytet Stanforda

Bada­nie prze­pro­wa­dzo­ne na Uni­wer­sy­te­cie Stan­for­da (Doli­na Krze­mo­wa, USA) daje nadzie­ję na to, że czy­ta­nie w myślach może być w zasię­gu współ­cze­snej nauki – pisze Scien­ce Daily. Naukow­cy udo­wod­ni­li, że wyko­ny­wa­nie dzia­łań mate­ma­tycz­nych akty­wu­je te same obsza­ry mózgu, co uży­wa­nie w nor­mal­nej roz­mo­wie liczb oraz wyra­żeń okre­śla­ją­cych ilość.

„Mamy teraz real­ną moż­li­wość pod­słu­chi­wa­nia mózgu” – mówi Josef Parvi­zi (kon­takt), pro­fe­sor z labo­ra­to­rium neu­ro­lo­gii Uni­wer­sy­te­tu Stan­for­da, eks­pert w dzie­dzi­nie czyn­no­ścio­we­go mapo­wa­nia ludz­kie­go mózgu, któ­ry brał udział w tych badaniach.

„To eks­cy­tu­ją­ce i nie­co strasz­ne – sko­men­to­wał Hen­ry T. Gre­ely (kon­takt), spe­cja­li­sta od ety­ki w bio­me­dy­cy­nie na tej samej uczel­ni, któ­ry nie uczest­ni­czył w pra­cach zespo­łu. – Poka­zu­je, że może­my zoba­czyć, kie­dy ktoś myśli o licz­bach, oraz że w przy­szło­ści będzie­my mogli mani­pu­lo­wać czy­imś myśle­niem o nich”.

Meto­da zasto­so­wa­na przez zespół Parvi­zie­go obej­mo­wa­ła usu­nię­cie frag­men­tu czasz­ki wolon­ta­riu­szy, któ­rzy zde­cy­do­wa­li się pod­dać bada­niu, i umo­co­wa­niu do odsło­nię­te­go mózgu zesta­wu elek­trod. W trak­cie eks­pe­ry­men­tu bada­ni musie­li zostać w szpi­ta­lu przez oko­ło tydzień, ale poza szpi­tal­nym oto­cze­niem oraz bra­kiem moż­li­wo­ści rusze­nia się z łóż­ka pro­wa­dzi­li nor­mal­ne życie: jedli, pili, spa­li, roz­ma­wia­li z rodzi­ną i przy­ja­ciół­mi, słu­cha­li muzy­ki i oglą­da­li tele­wi­zję. Przez ten czas urzą­dze­nia pod­łą­czo­ne do elek­trod w ich mózgu reje­stro­wa­ły dokład­nie jego aktyw­ność, a kame­ry roz­miesz­czo­ne w poko­ju nagry­wa­ły wszyst­ko, co się w nim działo.

Oprócz tego, wolon­ta­riu­szy pro­szo­no o wyko­na­nie pro­stych zadań, takich jak roz­wią­zy­wa­nia dzia­łań mate­ma­tycz­nych czy przy­po­mi­na­nie sobie, co jedli na śnia­da­nie. Naukow­cy potwier­dzi­li, że w trak­cie tych ćwi­czeń jeden z obsza­rów mózgu uak­tyw­niał się tyl­ko wte­dy, kie­dy bada­ni wyko­ny­wa­li dzia­ła­nia mate­ma­tycz­ne. Po prze­ana­li­zo­wa­niu zapi­sów aktyw­no­ści mózgu z resz­ty dnia bada­cze zauwa­ży­li, że ten sam obszar był aktyw­ny, kie­dy wolon­ta­riusz uży­wał w kon­wer­sa­cji jakiejś licz­by, albo cho­ciaż okre­śle­nia ozna­cza­ją­ce­go ilość, takie­go jak „wię­cej”, „dużo” lub „więk­szy od poprzedniego”.

„Komór­ki ner­wo­we nie akty­wo­wa­ły się cha­otycz­nie – twier­dzi Parvi­zi. – Są bar­dzo wyspe­cja­li­zo­wa­ne, aktyw­ne tyl­ko wte­dy, kie­dy bada­ny zaczy­na myśleć o licz­bach. Kie­dy wspo­mi­na pora­nek, śmie­je się albo roz­ma­wia na inne tema­ty, nie akty­wu­ją się”. Dzię­ki temu, oglą­da­jąc zapis aktyw­no­ści mózgu, moż­na z dużą pew­no­ścią stwier­dzić, kie­dy dany czło­wiek myślał o ilo­ści – czy to w kon­tek­ście kon­kret­nych liczb, czy w posta­ci wyra­żeń okre­śla­ją­cych ilość.

Gre­ely uspo­ka­ja, że strach przed kon­tro­lą umy­słów jest jesz­cze przed­wcze­sny. „Prak­tycz­nie rzecz ujmu­jąc, nie jest to naj­prost­sza w świe­cie rzecz – wsz­cze­piać ludziom elek­tro­dy do mózgu. To nie sta­nie się jutro i nie będzie łatwe lub nie­zau­wa­żal­ne” – mówi.

Neu­ron (komór­ka ner­wo­wa) to rodzaj elek­trycz­nie pobu­dli­wej komór­ki zdol­nej do prze­twa­rza­nia i prze­wo­dze­nia infor­ma­cji w posta­ci sygna­łu elek­trycz­ne­go. Neu­ro­ny są pod­sta­wo­wym ele­men­tem ukła­du ner­wo­we­go zwie­rząt (a więc i ludzi). Naj­wię­cej neu­ro­nów znaj­du­je się w ośrod­ko­wym ukła­dzie ner­wo­wym w skład któ­re­go wcho­dzi mózgo­wie (mózg) oraz rdzeń kręgowy.

Politechnika w Lozannie

Jeden z naj­bar­dziej ambit­nych pro­jek­tów rekon­struk­cji mózgu reali­zu­je kon­sor­cjum zło­żo­ne z Poli­tech­ni­ki w Lozan­nie i kon­cer­nu IBM – przed­się­wzię­cie Blue Bra­in ma dopro­wa­dzić do odtwo­rze­nia mózgu in sili­co, w elek­tro­nicz­nych obwo­dach krze­mo­wych, a poszu­ki­wa­niu temu towa­rzy­szy nadzie­ja, że wier­na symu­la­cja będzie zacho­wy­wać się jak ory­gi­nal­ny organ biologiczny.

Uniwersytet Princeton

Inni bada­cze nie zamie­rza­ją jed­nak cze­kać lata­mi na efek­ty takich wysił­ków jak Blue Bra­in. Wie­rzą, że do tajem­nic umy­słu moż­na dojść na skró­ty, ana­li­zu­jąc fizycz­ne prze­ja­wy pra­cy mózgu. Fran­ci­sco Pere­ira (kon­takt) z Prin­ce­ton Uni­ver­si­ty w USA ana­li­zu­je za pomo­cą tech­ni­ki zwa­nej czyn­no­ścio­wym rezo­nan­sem magne­tycz­nym (fMRI) aktyw­ność neu­ro­nów, któ­re dzia­ła­jąc sta­ją się źró­dłem sygna­łów elek­trycz­nych. Pod­glą­da się je za poprzez róż­ne tech­ni­ki badawcze.

Ucze­ni tacy jak Pere­ira zakła­da­ją, że aktyw­ność elek­trycz­na mózgu dobrze odzwier­cie­dla sta­ny umy­słu, jeśli więc uda się ziden­ty­fi­ko­wać i ska­ta­lo­go­wać wzo­ry elek­trycz­nych zacho­wań, w kon­se­kwen­cji moż­na będzie czy­tać ludz­kie myśli. W jed­nym z eks­pe­ry­men­tów badacz z Prin­ce­ton poka­zał uczest­ni­kom bada­nia róż­ne obiek­ty wraz z ich nazwa­mi. Następ­nie kazał im wyobra­żać sobie te przed­mio­ty. Pra­cę wyobraź­ni pod­glą­da­no za pomo­cą fMRI, a pod­łą­czo­ny do ska­ne­ra kom­pu­ter ana­li­zo­wał ziden­ty­fi­ko­wa­ne wzo­ry, radząc sobie cał­kiem dobrze z odga­dy­wa­niem myśli badanych.

Uniwersytet Kalifornijski w Berkeley

Z kolei Jack Gal­lant z Uni­ver­si­ty of Cali­for­nia w Ber­ke­ley (pro­wa­dzą­cy na uni­wer­sy­te­cie labo­ra­to­rium Gal­lant Lab) poka­zy­wał uczest­ni­kom swo­ich eks­pe­ry­men­tów fil­my, jed­no­cze­śnie ana­li­zu­jąc za pomo­cą fMRI pra­cę mózgu po to, by kom­pu­te­ro­wo odtwo­rzyć to, co widzą bada­ni. Choć uzy­ska­ne obra­zy dale­kie są jesz­cze od ory­gi­na­łu, to widać już coraz wyraź­niej, że tema­ty­ka czy­ta­nia w myślach prze­sta­nie być dome­ną zare­zer­wo­wa­ną wyłącz­nie dla twór­czo­ści scien­ce fiction.

Uniwersytet Browna

Staw­ką nauko­wych podró­ży w głąb mózgu nie jest jed­nak jedy­nie wścib­stwo i chęć pozna­nia ukry­tych myśli, choć pew­nie agen­ci licz­nych służb marzą o takiej moż­li­wo­ści. Pod wzglę­dem prak­tycz­nym istot­niej­sze są pró­by kon­struk­cji bez­po­śred­nich połą­czeń, czy­li tzw. inter­fej­sów mię­dzy mózgiem a kom­pu­te­rem (Bra­in-Com­pu­ter Inter­fa­ce). Ostat­nio pra­sę nauko­wą zelek­try­zo­wa­ło donie­sie­nie gru­py ame­ry­kań­skich bada­czy z Brown Uni­ver­si­ty. Dwo­je spa­ra­li­żo­wa­nych pacjen­tów poka­za­ło, że są w sta­nie za pomo­cą umy­słu ste­ro­wać robo­tycz­nym ramie­niem. Po latach bez­ru­chu nie stra­ci­li zdol­no­ści for­mu­ło­wa­nia pole­ceń, któ­re sys­tem kom­pu­te­ro­wy potra­fił zin­ter­pre­to­wać i zamie­nić na instruk­cje dla bio­nicz­nej protezy.

Wyni­ki uczo­nych z Brown Uni­ver­si­ty, choć spek­ta­ku­lar­ne, nie zaska­ku­ją – pra­ce nad połą­cze­niem mózgu z kom­pu­te­ra­mi trwa­ją od wie­lu lat, a szcze­gól­ne­go impe­tu nabra­ły po 1999 roku. Wów­czas to ucze­ni po raz pierw­szy poka­za­li, że czy­ta­nie mózgu jest tech­nicz­nie moż­li­we. Pod­da­ne eks­pe­ry­men­to­wi szczu­ry z wsz­cze­pio­ny­mi w mózg elek­tro­da­mi potra­fi­ły siłą umy­słu uru­cho­mić ste­ro­wa­ną kom­pu­te­ro­wo dźwi­gnię otwie­ra­ją­cą dostęp do wody.

Po trzy­na­stu latach ucze­ni są coraz bliż­si wdro­że­nia swo­ich roz­wią­zań do prak­ty­ki – wspo­mnia­ne bada­nia z Brown Uni­ver­si­ty pro­wa­dzo­ne są już w ramach testów kli­nicz­nych. Ich pomyśl­ne zakoń­cze­nie otwo­rzy nowe per­spek­ty­wy przed ludź­mi, wyda­wa­ło­by się trwa­le pozba­wio­ny­mi moż­li­wo­ści nor­mal­ne­go funk­cjo­no­wa­nia. Oso­by spa­ra­li­żo­wa­ne, po ampu­ta­cjach, cier­pią­ce na zabu­rze­nia neu­ro­mo­to­rycz­ne mają szan­sę na nowe życie.

Wia­do­mo jed­nak, że zasto­so­wa­nia medycz­ne nie wyczer­pią cie­ka­wo­ści naukow­ców i inży­nie­rów. Od lat w inter­fej­sy mózg-kom­pu­ter inwe­stu­je woj­sko i wyko­rzy­stu­je je już w nowo­cze­snych sys­te­mach ste­ro­wa­nia samo­lo­ta­mi. Trwa­ją też inten­syw­ne pra­ce nad armią nowej gene­ra­cji, któ­rą two­rzyć będą żoł­nie­rze cybor­gi sprzę­że­ni z bojo­wy­mi pro­te­za­mi ste­ro­wa­ny­mi bez­po­śred­nio umy­słem. A co bawi woj­sko­wych, musi tak­że prę­dzej czy póź­niej tra­fić do świa­ta roz­ryw­ki – od mar­ca 2012 r. ama­to­rzy tech­nicz­nych nowi­nek korzy­stać mogą z roz­wią­za­nia Inten­dix SOCI fir­my g.tec. Wystar­czy nało­żyć na gło­wę spe­cjal­ny cze­pek zaopa­trzo­ny w elek­tro­dy, by umysł uzy­skał bez­po­śred­nią kon­tro­lę nad komputerem.

Edwin Ben­dyk

Źró­dło: Onet (na pod­sta­wie PAP), Scien­ce­Da­ily, Uni­wer­sy­tet Stan­for­da (2013/10), Poli­ty­ka (88 pytań do Nauki)