ارتباط مستقیم مغز به مغز

بازدیدها: ۱۳

ما انسان‌ها مجموعه‌ای غنی از ارتباطات، از ژست‌ها گرفته تا زبان‌های پیچیده را به وجود آورده‌ایم. همه این اشکال ارتباطی افراد را به گونه ای از هم جدا می کند که می توانند تجربیات منحصر به فرد خود را به اشتراک بگذارند و بیان کنند و با هم کار کنند. در یک مطالعه جدید، فناوری جایگزین زبان به عنوان وسیله ای برای برقراری ارتباط با ارتباط مستقیم فعالیت مغز انسان می شود. فعالیت الکتریکی از مغز یک جفت سوژه انسانی به شکل سیگنال‌های مغناطیسی به مغز فرد سوم منتقل می‌شود که دستورالعملی را برای انجام یک کار به شیوه‌ای خاص منتقل می‌کند. این مطالعه راه را به روی ابزارهای جدید و خارق‌العاده همکاری انسانی باز می‌کند و در عین حال، مفاهیم اساسی در مورد هویت فردی و استقلال را به روش‌های نگران‌کننده‌ای محو می‌کند.

ارتباط مستقیم مغز به مغز برای سال‌های متمادی موضوع مورد علاقه بوده است، که انگیزه‌های مختلفی مانند اشتیاق آینده‌نگر و ضرورت‌های نظامی را هدایت می‌کند. در کتاب خود فراتر از مرزها، یکی از رهبران این حوزه، میگل نیکوللیس، ادغام فعالیت مغز انسان را به عنوان آینده بشریت، مرحله بعدی در تکامل گونه ما توصیف کرد. او قبلاً مطالعه ای انجام داده است که در آن مغز چندین موش را با استفاده از الکترودهای پیچیده کاشته شده به نام رابط مغز به مغز به هم پیوند داده است. نیکوللیس و همکارانش این دستاورد را به عنوان اولین “کامپیوتر ارگانیک” با مغزهای زنده که گویی ریزپردازنده های زیادی به هم متصل شده اند توصیف کردند. حیوانات در این شبکه یاد گرفتند که فعالیت الکتریکی سلول های عصبی خود را به همان میزانی که در یک مغز وجود دارد، هماهنگ کنند. مغزهای شبکه‌شده برای چیزهایی مانند توانایی آن‌ها در تمایز بین دو الگوی مختلف محرک‌های الکتریکی مورد آزمایش قرار گرفتند و آنها به طور معمول از هر حیوان برتری داشتند.

اگر مغز موش‌های شبکه‌ای «باهوش‌تر» از یک حیوان است، توانایی‌های یک ابر رایانه بیولوژیکی از مغز انسان‌های شبکه‌شده را تصور کنید. چنین شبکه ای می تواند افراد را قادر سازد تا از طریق موانع زبانی کار کنند. این می تواند برای افرادی که توانایی برقراری ارتباط آنها مختل شده است ابزار جدیدی برای انجام این کار فراهم کند. علاوه بر این، اگر مطالعه موش درست باشد، شبکه‌سازی مغز انسان ممکن است عملکرد را افزایش دهد. آیا چنین شبکه ای می تواند راهی سریع تر، کارآمدتر و هوشمندتر برای کار با یکدیگر باشد؟

مقاله جدید با پیوند دادن فعالیت مغزی شبکه کوچکی از انسان ها به برخی از این سؤالات پرداخته است. سه نفر که در اتاق‌های جداگانه نشسته بودند، با یکدیگر همکاری کردند تا یک بلوک را به درستی جهت‌دهی کنند تا بتواند شکاف بین بلوک‌های دیگر را در یک بازی ویدیویی پر کند. دو نفر که به عنوان “فرستنده” عمل می کردند، می توانستند شکاف را ببینند و می دانستند که آیا بلوک باید بچرخد تا جا بیفتد. نفر سوم، که به عنوان “گیرنده” خدمت می کرد، به پاسخ صحیح نابینا شد و نیاز داشت به دستورالعمل های ارسال شده توسط فرستنده ها تکیه کند.

این دو فرستنده مجهز به الکتروانسفالوگرافی (EEG) بودند که فعالیت الکتریکی مغز آنها را ثبت می کرد. فرستنده ها می توانستند جهت بلوک را ببینند و تصمیم بگیرند که آیا به گیرنده سیگنال بدهند تا آن را بچرخاند. آنها بر روی نوری که با فرکانس بالا چشمک می زند تمرکز کردند تا دستور چرخش را منتقل کنند یا روی یک چشمک زن با فرکانس پایین تمرکز کردند تا سیگنالی برای انجام این کار انجام نشود. تفاوت در فرکانس های چشمک زن باعث پاسخ های متفاوت مغز در فرستنده ها می شود که توسط EEG ها گرفته شده و از طریق رابط کامپیوتری به گیرنده ارسال می شود. یک پالس مغناطیسی با استفاده از یک دستگاه تحریک مغناطیسی ترانس کرانیال (TMS) در صورتی که فرستنده سیگنال چرخش را بدهد، به گیرنده تحویل داده می‌شود. آن پالس مغناطیسی باعث ایجاد فلش نور (فسفن) در میدان بینایی گیرنده به عنوان نشانه ای برای چرخاندن بلوک شد. عدم وجود سیگنال در یک دوره زمانی گسسته دستور عدم چرخش بلوک بود.

پس از جمع آوری دستورالعمل ها از هر دو فرستنده، گیرنده تصمیم گرفت که آیا بلوک را بچرخاند یا خیر. مانند فرستنده‌ها، گیرنده نیز مجهز به EEG بود، در این مورد برای سیگنال دادن به آن انتخاب به کامپیوتر. هنگامی که گیرنده در مورد جهت بلوک تصمیم گرفت، بازی به پایان رسید و نتایج به هر سه شرکت کننده داده شد. این به فرستندگان فرصتی برای ارزیابی اقدامات گیرنده و گیرنده فرصتی برای ارزیابی دقت هر فرستنده را می داد.

سپس به تیم فرصت دوم داده شد تا عملکرد خود را بهبود بخشد. به طور کلی، پنج گروه از افراد با استفاده از این شبکه به نام “BrainNet” مورد آزمایش قرار گرفتند و به طور متوسط ​​در تکمیل کار به دقت بیش از ۸۰ درصد دست یافتند.

به منظور تشدید چالش، محققان گاهی اوقات نویز را به سیگنال ارسال شده توسط یکی از فرستنده ها اضافه می کردند. در مواجهه با جهت‌های متناقض یا مبهم، گیرندگان به سرعت یاد گرفتند که دستورالعمل‌های فرستنده دقیق‌تر را شناسایی و دنبال کنند. بر اساس این گزارش، این فرآیند برخی از ویژگی‌های شبکه‌های اجتماعی «متعارف» را تقلید می‌کند.

این مطالعه یک گسترش طبیعی از کارهایی است که قبلا در حیوانات آزمایشگاهی انجام شده است. علاوه بر کار مرتبط کردن مغز موش ها به یکدیگر، آزمایشگاه نیکوللیس مسئول پیوند دادن چندین مغز نخستی ها به یک “براینت”“Brainet” است (که با BrainNet مورد بحث در بالا اشتباه نشود)، که در آن نخستی ها یاد گرفتند که در انجام یک کار مشترک با یکدیگر همکاری کنند. از طریق رابط های مغز و کامپیوتر (BCIs) .این بار، سه پستاندار با BCI های کاشته شده به یک کامپیوتر متصل شدند و همزمان سعی کردند مکان نما را به سمت هدف حرکت دهند. در این مورد حیوانات مستقیماً به یکدیگر مرتبط نبودند و چالش برای آنها این بود که یک شاهکار پردازش موازی انجام دهند و هر کدام فعالیت خود را به سمت هدفی هدایت کنند و در عین حال به طور مداوم فعالیت دیگران را جبران کنند.

رابط‌های مغز به مغز نیز در میان گونه‌ها گسترده می‌شود و انسان‌ها از روش‌های غیرتهاجمی مشابه روش‌های مطالعه BrainNet برای کنترل سوسک‌ها یا موش‌هایی که رابط‌های مغزی کاشته‌شده با جراحی داشتند، استفاده می‌کنند. در یک گزارش، انسانی با استفاده از یک رابط مغزی غیرتهاجمی که از طریق کامپیوتر به BCI موش بیهوش شده متصل شده بود، توانست دم حیوان را حرکت دهد. در حالی که در مطالعه دیگری، یک انسان موش را به عنوان یک سایبورگ آزادانه در حال حرکت کنترل کرد.

محققان در مقاله جدید اشاره می کنند که این اولین گزارشی است که در آن مغز چندین انسان به روشی کاملا غیرتهاجمی به هم مرتبط شده است. آنها ادعا می کنند که تعداد افرادی که مغز آنها می تواند شبکه شود اساسا نامحدود است. با این حال اطلاعاتی که منتقل می شود در حال حاضر بسیار ساده است: یک دستورالعمل باینری بله یا خیر. این تلاش‌ها به جز روشی بسیار پیچیده برای انجام یک بازی ویدیویی شبیه تتریس، به کجا می‌تواند منجر شود؟

نویسندگان پیشنهاد می‌کنند که انتقال اطلاعات با استفاده از روش‌های غیرتهاجمی می‌تواند با تصویربرداری همزمان از فعالیت مغز با استفاده از تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) به منظور افزایش اطلاعاتی که فرستنده می‌تواند منتقل کند، بهبود بخشد. اما fMRI یک روش ساده نیست و پیچیدگی یک رویکرد فوق‌العاده پیچیده برای اشتراک‌گذاری اطلاعات را گسترش می‌دهد. محققان همچنین پیشنهاد می‌کنند که TMS می‌تواند به صورت متمرکز به مناطق خاصی از مغز تحویل داده شود تا آگاهی از محتوای معنایی خاص در مغز گیرنده را برانگیزد.

در همین حال، ابزارهای تهاجمی تر – و شاید کارآمدتر – رابط های مغزی به سرعت در حال توسعه هستند. ایلان ماسک اخیراً از توسعه یک BCI قابل کاشت رباتیک حاوی ۳۰۰۰ الکترود برای ایجاد تعامل گسترده بین رایانه ها و سلول های عصبی در مغز خبر داده است. این تلاش‌ها در حالی که از نظر وسعت و پیچیدگی چشمگیر هستند، با برنامه‌های دولت کم‌رنگ می‌شوند. آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی (DARPA) تلاش‌های مهندسی را برای توسعه یک رابط عصبی قابل کاشت با قابلیت درگیر کردن یک میلیون سلول عصبی به طور همزمان رهبری می‌کند. در حالی که این BCI ها به طور خاص برای ارتباط مغز به مغز توسعه نمی یابند، تصور اینکه بتوان آنها را برای چنین اهدافی به کار گرفت دشوار نیست.

اگرچه روش‌های مورد استفاده در اینجا غیر تهاجمی هستند و بنابراین به نظر می‌رسد بسیار بدتر از زمانی که از رابط عصبی دارپا استفاده می‌شد، این فناوری همچنان نگرانی‌های اخلاقی را ایجاد می‌کند، به ویژه به این دلیل که فناوری‌های مرتبط با آن به سرعت در حال پیشرفت هستند. به عنوان مثال، آیا تجسم آینده یک شبکه مغز به مغز می تواند فرستنده را قادر سازد تا اثر اجباری بر گیرنده داشته باشد و حس عاملیت او را تغییر دهد؟ آیا ضبط مغزی از یک فرستنده می تواند حاوی اطلاعاتی باشد که ممکن است روزی استخراج شود و حریم خصوصی آن شخص را نقض کند؟ آیا این تلاش‌ها در مقطعی می‌توانند حس شخصیتی فرد را به خطر بیندازند؟

این کار ما را یک قدم به آینده ای که نیکوللیس تصور می کرد نزدیک می کند، که در آن، به قول موری گل من، فیزیکدان برنده جایزه نوبل فقید، «افکار و احساسات به طور کامل با هیچ یک از گزینش یا فریبکاری که زبان اجازه می دهد به اشتراک گذاشته نمی شود. ” نیکوللیس علاوه بر اینکه در این دستیابی به صراحت کامل تا حدودی فضول است، نکته را از دست می دهد. یکی از نکات ظریف زبان انسان این است که اغلب آنچه گفته نمی شود به اندازه آنچه هست مهم است. محتوای پنهان در حریم خصوصی ذهن فرد، هسته اصلی استقلال فردی است. هر آنچه که در همکاری یا قدرت محاسباتی با پیوند مستقیم مغزها به دست می آوریم ممکن است به قیمت چیزهایی باشد که بسیار مهمتر هستند.

منبع:

https://www.scientificamerican.com

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *