Scientists Demonstrate Direct Brain-to-Brain Communication in Humans
me ihmiset olemme kehittäneet monipuolisen viestinnän repertuaarin eleistä hienostuneisiin kieliin. Kaikki nämä viestintäyhteydet erottavat yksilöt toisistaan siten, että he voivat jakaa ja ilmaista omia kokemuksiaan ja tehdä yhteistyötä. Uudessa tutkimuksessa teknologia korvaa kielen viestintävälineenä linkittämällä suoraan ihmisaivojen toimintaa. Ihmisparin aivoista välittyi sähköistä toimintaa kolmannen yksilön aivoihin magneettisten signaalien muodossa, jotka välittivät ohjeen suorittaa tehtävä tietyllä tavalla. Tämä tutkimus avaa oven poikkeuksellisille uusille inhimillisen yhteistyön keinoille ja samalla hämärtää yksilön identiteettiä ja itsenäisyyttä koskevia peruskäsityksiä hämmentävillä tavoilla.
suora aivo – aivoviestintä on ollut useiden vuosien ajan voimakkaan kiinnostuksen kohteena, jota ovat ajaneet niinkin moninaiset motiivit kuin futuristinen innostus ja sotilaallinen into. Kirjassaan Beyond Boundaries yksi alan johtajista, Miguel Nicolelis, kuvasi ihmisen aivotoiminnan yhdistymistä ihmiskunnan tulevaisuudeksi, lajimme evoluution seuraavaksi vaiheeksi. (Nicolelis toimii Scientific American ’ s board of Advisors-lautakunnassa.) Hän on jo tehnyt tutkimuksen, jossa hän yhdisti useiden rottien aivot toisiinsa monimutkaisilla implantoiduilla elektrodeilla, joita kutsutaan aivojen välisiksi rajapinnoiksi. Nicolelis ja hänen kirjoittajakollegansa kuvailivat tätä saavutusta ensimmäiseksi ”orgaaniseksi tietokoneeksi”, jonka elävät aivot ovat kytkettyinä toisiinsa kuin ne olisivat niin monta mikroprosessoria. Tämän verkoston eläimet oppivat synkronoimaan hermosolujen sähköistä toimintaa samassa määrin kuin ne, jotka ovat yksittäisissä aivoissa. Verkottuneilta aivoilta testattiin muun muassa niiden kykyä erottaa toisistaan kaksi erilaista sähköärsykettä, ja ne suoriutuivat rutiininomaisesti paremmin kuin yksittäiset eläimet.
jos verkottuneet rotan aivot ovat” älykkäämpiä ” kuin yksittäinen eläin, kuvitelkaa verkottuneiden ihmisaivojen biologisen supertietokoneen kyvyt. Tällaisen verkoston avulla ihmiset voisivat työskennellä yli kielimuurien. Se voisi tarjota niille, joiden kyky kommunikoida on heikentynyt, uuden keinon siihen. Lisäksi, jos rottatutkimus pitää paikkansa, ihmisaivojen verkostoituminen saattaa parantaa suorituskykyä. Voisiko tällainen verkosto olla nopeampi, tehokkaampi ja älykkäämpi tapa tehdä yhteistyötä?
Uusi paperi käsitteli joitakin näistä kysymyksistä liittämällä yhteen pienen ihmisverkoston aivotoiminnan. Kolme henkilöä istuu eri huoneissa yhteistyötä oikein suunnata lohko niin, että se voisi täyttää aukon muiden lohkojen videopelissä. Kaksi ”lähettäjinä” toiminutta henkilöä saattoi nähdä aukon ja tiesi, tarvitsiko palikka kiertää sopivaksi. Kolmas henkilö, joka toimi ”vastaanottajana”, sokaistui oikeasta vastauksesta ja hänen täytyi luottaa lähettäjien lähettämiin ohjeisiin.
kaksi lähettäjää oli varustettu aivosähkökäyrillä (EEG), jotka tallensivat heidän aivojensa sähköistä toimintaa. Lähettäjät pystyivät näkemään lohkon suunnan ja päättämään, antavatko he signaalin vastaanottimelle pyörittää sitä. He keskittyivät suurella taajuudella välkkyvään valoon välittääkseen ohjeen pyörittää tai keskittyivät yhteen matalalla taajuudella välkkyvään valoon merkitäkseen, ettei niin tehdä. Välähdystaajuuksien erot aiheuttivat lähettäjissä erilaisia aivovasteita, jotka EEG: t sieppasivat ja lähettivät tietokoneen käyttöliittymän kautta vastaanottimeen. Magneettipulssi toimitettiin vastaanottimeen transkraniaalisella magneettistimulaatiolaitteella (tms), jos lähettäjä ilmoitti pyörivänsä. Tämä magneettinen pulssi aiheutti valonvälähdyksen (fosfeenin) vastaanottimen näkökentässä merkkinä lohkon kääntämisestä. Signaalin puuttuminen diskreetin ajan kuluessa oli ohje olla kääntämättä lohkoa.
kerättyään ohjeita molemmilta lähettäjiltä vastaanottaja päätti, pyörittääkö lohkoa. Kuten Lähettäjät, vastaanotin oli varustettu EEG, tässä tapauksessa signaalin että valinta tietokoneeseen. Kun vastaanottaja päätti lohkon suunnan, peli päättyi, ja tulokset annettiin kaikille kolmelle osallistujalle. Tämä antoi lähettäjille mahdollisuuden arvioida vastaanottajan toimintaa ja vastaanottajalle mahdollisuuden arvioida kunkin lähettäjän tarkkuutta.
joukkue sai tämän jälkeen uuden mahdollisuuden parantaa tulostaan. Kaikkiaan viisi ihmisryhmää testattiin käyttäen tätä ”Aivoverkostoa”, ja keskimäärin he saavuttivat yli 80 prosentin tarkkuuden tehtävän suorittamisessa.
haasteen kärjistämiseksi tutkijat lisäsivät toisinaan kohinaa yhden lähettäjän lähettämään signaaliin. Ristiriitaisten tai monitulkintaisten ohjeiden edessä vastaanottajat oppivat nopeasti tunnistamaan ja noudattamaan tarkemman lähettäjän ohjeita. Tämä prosessi jäljitteli joitakin ”tavanomaisten” sosiaalisten verkostojen ominaisuuksia, raportin mukaan.
tämä tutkimus on luonnollinen jatke aiemmin koe-eläimillä tehdylle työlle. Rotan aivot yhteen yhdistävän työn lisäksi Nicolelisin laboratorio vastaa useiden kädellisten aivojen yhdistämisestä ”Brainetiksi” (ei pidä sekoittaa edellä mainittuun Aivoverkostoon), jossa kädelliset oppivat tekemään yhteistyötä yhteisen tehtävän suorittamisessa aivojen ja tietokoneen rajapintojen (brain-computer interfaces, bcis) avulla. Tällä kertaa kolme kädellistä yhdistettiin samaan tietokoneeseen istutetulla BCIs: llä ja he yrittivät samanaikaisesti siirtää kursoria kohteeseen. Tässä tapauksessa eläimet eivät olleet suoranaisesti yhteydessä toisiinsa, ja haasteena oli, että ne suorittaisivat rinnakkaisen käsittelyn taidonnäytteen, jossa kukin suuntaisi toimintansa kohti päämäärää samalla kun se jatkuvasti kompensoi toisten toimintaa.
aivojen väliset rajapinnat ulottuvat myös eri lajeihin, ja ihmiset käyttävät samanlaisia noninvasive-menetelmiä kuin BrainNet-tutkimuksessa torakoiden tai rottien kontrolloimiseksi, joille oli kirurgisesti istutettu aivorajapintoja. Erään raportin mukaan ihminen, joka käytti nukutetun rotan BCI: hen tietokoneen välityksellä kytkettyä aivorajapintaa, pystyi liikuttamaan eläimen häntää. Toisessa tutkimuksessa ihminen kontrolloi rottaa vapaasti liikkuvana kyborgina.
tutkijat huomauttavat, että kyseessä on ensimmäinen raportti, jossa useiden ihmisten aivot on yhdistetty toisiinsa täysin epäinvasiivisesti. Heidän mukaansa niiden yksilöiden määrä, joiden aivot voisivat olla verkottuneita, on periaatteessa rajaton. Välitettävät tiedot ovat kuitenkin tällä hetkellä hyvin yksinkertaisia: kyllä tai ei-binääriopastus. Jos ei oteta huomioon, että Tetriksen kaltainen videopeli on hyvin monimutkainen tapa pelata, mihin nämä pyrkimykset voisivat johtaa?
kirjoittajat ehdottavat, että tiedonsiirtoa noninvasive-lähestymistavoilla voitaisiin parantaa kuvaamalla samanaikaisesti aivotoimintaa funktionaalisen magneettikuvauksen (fMRI) avulla, jotta voitaisiin lisätä lähettäjän välittämää tietoa. FMRI ei kuitenkaan ole yksinkertainen menettely, ja se laajentaisi jo ennestään poikkeuksellisen monimutkaisen tiedonjakoa koskevan lähestymistavan monimutkaisuutta. Tutkijat ehdottavat myös, että TMS voitaisiin toimittaa keskitetysti tietyille aivoalueille, jotta saataisiin tietoisuus vastaanottajan aivojen tietystä semanttisesta sisällöstä.
välineistö invasiivisempaan—ja ehkä tehokkaampaan-aivojen vuorovaikutukseen kehittyy nopeasti. Elon Musk ilmoitti hiljattain kehittävänsä robotisesti implantoitavan BCI: n, joka sisältää 3 000 elektrodia, jotka tarjoavat laajaa vuorovaikutusta tietokoneiden ja aivojen hermosolujen välillä. Vaikka nämä ponnistelut vaikuttavatkin laajuudeltaan ja kehittyneisyydeltään, ne jäävät vähäisiksi hallituksen suunnitelmissa. Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) on johtanut suunnittelutyötä kehittääkseen implantoitavan hermorajapinnan, joka kykenee aktivoimaan miljoona hermosolua samanaikaisesti. Vaikka näitä BCI: itä ei kehitetä nimenomaan aivojen ja aivojen väliseen vuorovaikutukseen, ei ole vaikea kuvitella, että niitä voitaisiin rekrytoida tällaisiin tarkoituksiin.
vaikka tässä käytetyt menetelmät ovat noninvasiivisia ja vaikuttavat siten paljon vähemmän pahaenteisiltä kuin jos olisi käytetty DARPA-hermoliitäntää, teknologia herättää silti eettisiä huolenaiheita, erityisesti siksi, että siihen liittyvät teknologiat kehittyvät niin nopeasti. Voisiko esimerkiksi jokin aivoverkon tuleva ruumiillistuma antaa lähettäjälle mahdollisuuden saada vastaanottajaan pakottava vaikutus, mikä muuttaisi tämän aistimusta? Voisiko lähettäjältä saatu aivotallenne sisältää tietoja, jotka voitaisiin jonain päivänä poistaa ja loukata kyseisen henkilön yksityisyyttä? Voisivatko nämä ponnistelut jossain vaiheessa vaarantaa ihmisen persoonallisuudentajun?
tämä teos vie meidät askeleen lähemmäksi Nicolelisin kuvittelemaa tulevaisuutta, jossa edesmenneen Nobel–palkitun fyysikon Murray Gell-Manin sanoin ”ajatukset ja tunteet jäisivät täysin jakamatta ilman sitä valikoivuutta tai petosta, jonka kieli sallii.”Sen lisäksi, että Nicolelis on jossain määrin tirkistelevä tässä täydellisen avoimuuden tavoittelussa, hän ei ymmärrä asian ydintä. Yksi ihmiskielen vivahteista on se, että usein se, mitä ei sanota, on yhtä tärkeää kuin se, mikä on. Mielen yksityisyyteen kätketty sisältö on yksilön itsemääräämisoikeuden ydin. Mitä tahansa saavutammekin yhteistyöllä tai laskentateholla yhdistämällä aivot suoraan toisiinsa, se voi tulla paljon tärkeämpien asioiden kustannuksella.