Μπορούν οι μηχανές να ελέγξουν τον εγκέφαλό μας;
Ο μαινόμενος ταύρος κλείδωσε τα πόδια του στη μέση της φόρτισης. Σκάβοντας τις οπλές του στο χώμα, το θηρίο σταμάτησε λίγο πριν καταβροχθίσει τον άνθρωπο. Όχι ματατόρ, ο άνδρας στην αρένα ταυρομαχιών που στέκεται μάτι με τα μάτια με το λαχανιασμένο τόρο ήταν ο Ισπανός νευροεπιστήμονας Χοσέ Μανουέλ Ροντρίγκεζ Ντελγκάδο, σε μια δημόσια διαδήλωση που αψηφούσε το θάνατο το 1963 για το πώς η βίαιη συμπεριφορά θα μπορούσε να καταπνιγεί από έναν ραδιοελεγχόμενο εγκέφαλο. εμφυτεύω. Ο Ντελγκάντο είχε πατήσει έναν διακόπτη σε έναν ραδιοπομπό χειρός για να ενεργοποιήσει τα ηλεκτρόδια που είχαν εμφυτευθεί στον εγκέφαλο του ταύρου. Τα τηλεκατευθυνόμενα εμφυτεύματα εγκεφάλου, υποστήριξε ο Delgado, θα μπορούσαν να καταστείλουν την αποκλίνουσα συμπεριφορά για να επιτευχθεί μια «ψυχοπολιτισμένη κοινωνία».
Όπως ήταν αναμενόμενο, η προοπτική χειραγώγησης του ανθρώπινου μυαλού με εγκεφαλικά εμφυτεύματα και ραδιοφωνικές ακτίνες πυροδότησε φόβους του κοινού που περιόρισαν αυτή τη γραμμή έρευνας για δεκαετίες. Αλλά τώρα υπάρχει μια αναζωπύρωση χρησιμοποιώντας ακόμη πιο προηγμένη τεχνολογία. Οι ακτίνες λέιζερ, οι υπέρηχοι, οι ηλεκτρομαγνητικοί παλμοί, η ήπια διέγερση εναλλασσόμενου και συνεχούς ρεύματος και άλλες μέθοδοι επιτρέπουν πλέον την πρόσβαση και τον χειρισμό της ηλεκτρικής δραστηριότητας στον εγκέφαλο με πολύ μεγαλύτερη πολυπλοκότητα από τα βελονοειδή ηλεκτρόδια που μαχαιρώνει ο Delgado στον εγκέφαλο.
Οι δισεκατομμυριούχοι Elon Musk της Tesla και ο Mark Zuckerberg του Facebook ηγούνται της επιβάρυνσης, διοχετεύοντας εκατομμύρια δολάρια για την ανάπτυξη της τεχνολογίας διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή (BCI). Ο Μασκ λέει ότι θέλει να παράσχει ένα «στρώμα υπερνοημοσύνης» στον ανθρώπινο εγκέφαλο για να μας βοηθήσει να προστατεύσουμε από την τεχνητή νοημοσύνη και ο Ζούκερμπεργκ φέρεται να θέλει οι χρήστες να ανεβάζουν τις σκέψεις και τα συναισθήματά τους στο Διαδίκτυο χωρίς τον κόπο να πληκτρολογούν. Αλλά το γεγονός και η φαντασία εύκολα θολώνονται σε αυτές τις συζητήσεις. Πώς λειτουργεί πραγματικά αυτή η τεχνολογία και τι είναι ικανή;
Ήδη το 1964, η τεχνολογία του Delgado μπορούσε να προκαλέσει έναν εκπληκτικό έλεγχο στον ανθρώπινο εγκέφαλο. Απλώς ενεργοποιώντας τα εμφυτευμένα ηλεκτρόδια, θα μπορούσε να καταπνίξει μια μανιασμένη εγκεφαλική καταιγίδα στη μέση της κρίσης ή να καταστείλει ψυχικές ασθένειες σε μια στιγμή - αλλά θα μπορούσε επίσης να δώσει εντολή στα άκρα ενός ατόμου να κινηθούν, να κατακλύσει ένα άτομο με σεξουαλική έκσταση ή να το βυθίσει σε βαθιά, αυτοκτονική απόγνωση . Δεν είναι περίεργο που οι άνθρωποι ανησυχούσαν για αυτήν την τεχνολογία.
Ακόμη και πρόσφατα, ευρέως σεβαστοί νευροεπιστήμονες κρούουν τον κώδωνα του κινδύνου. Ένα προειδοποιητικό άρθρο, που δημοσιεύτηκε το 2017 στο Nature , ανοίγει με μια σκηνή που θα μπορούσε να είχε βρεθεί σε ένα επεισόδιο του Black Mirror, μια παράσταση της οποίας οι πλοκές επικεντρώνονται συχνά στην τεχνολογία ελέγχου του νου. Οι νευροεπιστήμονες περιγράφουν ένα σενάριο στο οποίο ένα εγκεφαλικό εμφύτευμα που δίνει τη δυνατότητα σε έναν παράλυτο άνδρα να ελέγξει ένα προσθετικό χέρι ξαφνικά καταστρέφεται επειδή ο άνδρας αισθάνεται απογοήτευση και επιτίθεται σε έναν βοηθό με τα ατσάλινα νύχια του.
Βρίσκω αυτό το Φρανκενστάιν γελοίο το σενάριο. Τα ηλεκτρόδια που τοποθετούνται στον κινητικό φλοιό για να ενεργοποιήσουν την κίνηση των προσθετικών άκρων δεν έχουν πρόσβαση στο συναίσθημα. Επιπλέον, ανεξάρτητα από το τι μπορείτε να διαβάσετε σε εντυπωσιακά άρθρα, οι νευροεπιστήμονες δεν καταλαβαίνουν ακόμη πώς οι σκέψεις, τα συναισθήματα και οι προθέσεις κωδικοποιούνται στο μοτίβο των νευρικών ερεθισμάτων που διαπερνούν τα νευρικά κυκλώματα:Τα βιολογικά εμπόδια του μυαλού είναι πολύ μεγαλύτερα από τις τεχνολογικές προκλήσεις.
Οι σημερινές συσκευές BCI λειτουργούν αναλύοντας δεδομένα, με τον ίδιο σχεδόν τρόπο που η Amazon προσπαθεί να προβλέψει ποιο βιβλίο μπορεί να θέλετε στη συνέχεια. Οι υπολογιστές που παρακολουθούν ρεύματα ηλεκτρικής δραστηριότητας, που λαμβάνονται από ένα εμφύτευμα εγκεφάλου ή ένα αφαιρούμενο κάλυμμα ηλεκτροδίου, μαθαίνουν να αναγνωρίζουν πώς αλλάζει το μοτίβο της κυκλοφορίας όταν ένα άτομο κάνει μια επιδιωκόμενη κίνηση των άκρων.
Για παράδειγμα, οι συνεχιζόμενες ταλαντώσεις της ηλεκτρικής δραστηριότητας που διαπερνούν τον εγκεφαλικό φλοιό, γνωστές ως εγκεφαλικά κύματα, καταστέλλονται ξαφνικά όταν ένα άτομο κινεί ένα άκρο - ή ακόμα και σκέφτεται να το μετακινήσει. Αυτό το φαινόμενο αντανακλά μια απότομη αλλαγή στην επικοινωνία μεταξύ χιλιάδων νευρώνων, όπως η ξαφνική σιωπή σε ένα εστιατόριο αφού ένας διακομιστής πέσει ένα ποτήρι:Δεν μπορείτε να κατανοήσετε τις συνομιλίες μεταξύ μεμονωμένων τραπεζιτών, αλλά η συλλογική σιωπή είναι ένα σαφές μήνυμα. Οι επιστήμονες μπορούν να χρησιμοποιήσουν τη διακοπή της ηλεκτρικής κυκλοφορίας στον εγκεφαλικό φλοιό για να ενεργοποιήσουν έναν υπολογιστή για να ενεργοποιήσει έναν κινητήρα σε έναν προσθετικό βραχίονα ή για να κάνουν κλικ σε ένα εικονικό ποντίκι σε μια οθόνη υπολογιστή. Αλλά ακόμη και όταν είναι δυνατό να αγγίξουμε έναν μεμονωμένο νευρώνα με μικροηλεκτρόδια, οι νευροεπιστήμονες δεν μπορούν να αποκωδικοποιήσουν τη νευρωνική του πυροδότηση σαν να ήταν τόσο πολύς κώδικας υπολογιστή. πρέπει να χρησιμοποιήσουν τη μηχανική μάθηση για να αναγνωρίσουν μοτίβα στην ηλεκτρική δραστηριότητα του νευρώνα που συσχετίζονται με μια συμπεριφορά συμπεριφοράς. Τέτοια BCI λειτουργούν με συσχέτιση, όπως ακριβώς πατάμε τον συμπλέκτη σε ένα αυτοκίνητο ακούγοντας τον ήχο του κινητήρα.
Και όπως οι οδηγοί αγωνιστικών αυτοκινήτων αλλάζουν ταχύτητες με ακρίβεια, αυτή η συσχετιστική προσέγγιση της διασύνδεσης ανθρώπου και μηχανής μπορεί να είναι πολύ αποτελεσματική. Οι προσθετικές συσκευές που ταιριάζουν με την ηλεκτρική δραστηριότητα του εγκεφάλου με την αισθητικοκινητική λειτουργία μπορούν να αλλάξουν τη ζωή, αποκαθιστώντας κάποια χαμένη λειτουργία και ανεξαρτησία σε άτομα που είναι παράλυτα ή υποφέρουν άλλες νευρολογικές απώλειες.
Αλλά υπάρχει κάτι περισσότερο από φανταχτερή τεχνολογία στις συσκευές BCI - ο ίδιος ο εγκέφαλος παίζει τεράστιο ρόλο. Μέσω μιας παρατεταμένης διαδικασίας δοκιμής και λάθους, ο εγκέφαλος ανταμείβεται κατά κάποιο τρόπο βλέποντας την επιδιωκόμενη απόκριση να εμφανίζεται και με την πάροδο του χρόνου μαθαίνει να παράγει το ηλεκτρικό σήμα που γνωρίζει ότι ο υπολογιστής θα αναγνωρίσει. Όλα αυτά λαμβάνουν χώρα κάτω από το επίπεδο της συνείδησης και οι νευροεπιστήμονες δεν γνωρίζουν πραγματικά πώς το επιτυγχάνει ο εγκέφαλος. Είναι πολύ μακριά από τους εντυπωσιακούς φόβους και υποσχέσεις που συνοδεύουν το φάσμα του ελέγχου του νου.
Για λόγους επιχειρημάτων, ωστόσο, ας φανταστούμε ότι μαθαίνουμε πώς κωδικοποιούνται οι πληροφορίες σε μοτίβα πυροδότησης νευρώνων. Στη συνέχεια, στον πραγματικό Black Mirror μόδα, ας πούμε ότι θέλουμε να εισαγάγουμε μια ξένη σκέψη μέσω εμφυτεύματος εγκεφάλου. Πρέπει ακόμη να ξεπεράσουμε πολλά εμπόδια, σύμφωνα με τον νευροεπιστήμονα Timothy Buschman, ο οποίος επιδιώκει ενεργά την έρευνα χρησιμοποιώντας εγκεφαλική καταγραφή και διέγερση. «Θα ξέρω ποια περιοχή του εγκεφάλου να στοχεύσω, αλλά δεν υπάρχει περίπτωση να ξέρω ποιον νευρώνα», μου είπε στο εργαστήριό του στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον. "Ακόμα κι αν μπορούσα να στοχεύσω τον ίδιο νευρώνα σε κάθε άτομο, αυτό που κάνει αυτός ο νευρώνας θα είναι διαφορετικό στον εγκέφαλο διαφορετικών ατόμων."
Ανεξάρτητα από το πόση βιομηχανική δύναμη φέρνει κάποιος σαν τον Musk στο πρόβλημα, ο Buschman εξήγησε μαθηματικά ότι η βιολογία, όχι η τεχνολογία, είναι το πραγματικό εμπόδιο. Ακόμα κι αν υπεραπλουστεύσουμε την νευρωνική κωδικοποίηση ορίζοντας σε έναν νευρώνα είτε "ενεργό" ή "απενεργοποιημένο", σε ένα δίκτυο μόνο 300 νευρώνων εξακολουθούμε να έχουμε 2 πιθανές καταστάσεις - περισσότερες από όλα τα άτομα στο γνωστό σύμπαν. "Είναι ένας αδύνατος αριθμός πολιτειών", είπε ο Buschman.
Σκεφτείτε για ένα λεπτό ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος έχει περίπου 85 δισεκατομμύρια νευρώνες.
Τι γίνεται όμως με τα σχέδια του Ζούκερμπεργκ για χρήστες που ανεβάζουν σκέψεις και συναισθήματα; Η ανάγνωση πληροφοριών από τον εγκέφαλο είναι πιο εφικτή από τη λήψη πληροφοριών σε αυτόν. Πράγματι, ο Marcel Just και οι συνάδελφοί του στο Πανεπιστήμιο Carnegie Mellon χρησιμοποιούν τώρα fMRI για να αποκαλύψουν τις προσωπικές σκέψεις ενός ατόμου, σε μια προσπάθεια να κατανοήσουν πώς ο εγκέφαλος επεξεργάζεται, αποθηκεύει και ανακαλεί πληροφορίες. Μπορούν να πουν ποιον αριθμό σκέφτεται ένα άτομο, τι συναίσθημα μπορεί να νιώθει ή αν κάνει σκέψεις αυτοκτονίας. Αυτός ο διανοητικός εγκέφαλος-μηχανής λειτουργεί ζητώντας από τους ανθρώπους να έχουν μια συγκεκριμένη σκέψη ή γνωστική εμπειρία ξανά και ξανά ενώ βρίσκονται μέσα σε μια μηχανή fMRI. Εφόσον η γνώση και το συναίσθημα ενεργοποιούν συγκεκριμένα σύνολα δικτύων σε όλο τον εγκέφαλο, η μηχανική μάθηση μπορεί τελικά να προσδιορίσει ποιοι αστερισμοί μοτίβων εγκεφαλικής δραστηριότητας συσχετίζονται με συγκεκριμένες σκέψεις ή συναισθήματα. Είναι αξιοσημείωτο ότι τα πρότυπα εγκεφαλικής δραστηριότητας που αποκαλύπτουν ιδιωτικές σκέψεις είναι καθολικά, ανεξάρτητα από τη μητρική γλώσσα του ατόμου.
Ένα εκπληκτικό εύρημα από αυτή την έρευνα είναι ότι ο εγκέφαλος δεν αποθηκεύει πληροφορίες με τον τρόπο που θα μπορούσαμε να σκεφτούμε - ως διακριτά στοιχεία που κατηγοριοποιούνται λογικά σε μια βάση δεδομένων. Αντίθετα, οι πληροφορίες κωδικοποιούνται ως ολοκληρωμένες έννοιες που περικλείουν όλες τις αισθήσεις, τα συναισθήματα, τις σχετικές εμπειρίες και τη σημασία που σχετίζονται με ένα αντικείμενο. Οι λέξεις "μακαρόνια" και "μήλο" είναι λογικά παρόμοιες ως τρόφιμα, αλλά η καθεμία έχει διαφορετική αίσθηση που ενεργοποιεί έναν μοναδικό αστερισμό περιοχών του εγκεφάλου. Αυτό εξηγεί πώς ο Just μπορεί να χρησιμοποιήσει την πολύ αργή μέθοδο fMRI, η οποία διαρκεί πολλά λεπτά για να αποκτήσει εικόνες εγκεφάλου, για να καθορίσει ποια πρόταση διαβάζει ένα άτομο. Ο εγκέφαλος δεν αποκωδικοποιεί και δεν αποθηκεύει γραπτές πληροφορίες λέξη προς λέξη, όπως κάνει το Google Translate:Κωδικοποιεί το νόημα της πρότασης στο σύνολό της.
Αυτή η τεχνολογική ανάγνωση μυαλού μπορεί να φαίνεται τρομακτική. «Τίποτα δεν είναι πιο ιδιωτικό από μια σκέψη», είπε ο Just. Αλλά τέτοιοι φόβοι απλώς δεν είναι βάσιμοι στην πραγματικότητα. Παρόμοια με το BCI που χρησιμοποιείται για τη λειτουργία μιας προσθετικής συσκευής, αυτή η ανάγνωση μυαλού απαιτεί έντονη συνεργασία και προσπάθεια από τον συμμετέχοντα. Οι άνθρωποι μπορούν εύκολα να το νικήσουν, εξήγησε ο συνάδελφος του Just, Vladimir Cherkassky. «Χρειαζόμαστε το άτομο να σκεφτεί ένα μήλο έξι φορές. Έτσι το μόνο που έχουν να κάνουν είναι να σκεφτούν ένα κόκκινο μήλο την πρώτη φορά, ένα πράσινο μήλο την επόμενη φορά, ίσως έναν υπολογιστή Macintosh, και τελειώσαμε."
Οι επικριτές συχνά αναφέρουν ηθικές ανησυχίες σχετικά με την BCI:απώλεια ιδιωτικότητας, ταυτότητας, αντιπροσωπείας και συναίνεσης. Ανησυχούν για καταχρήσεις για τη βελτίωση της απόδοσης ή την καταστροφή της ελεύθερης βούλησης και εγείρουν ανησυχίες για τις ανισότητες εντός της κοινωνίας που μειώνουν την πρόσβαση στην τεχνολογία. Και, ναι, όπως συμβαίνει με κάθε τεχνολογία, είναι πιθανό οι κακοί ηθοποιοί να τη χρησιμοποιήσουν για να προκαλέσουν σκόπιμα κακό. Όλα αυτά είναι καλά σημεία, που αξίζει να ληφθούν υπόψη καθώς βελτιώνεται η τεχνολογία. Αλλά αξίζει επίσης να θυμόμαστε ότι ήδη αντιμετωπίζουμε και αποδεχόμαστε τέτοιες ανησυχίες από άλλες βιοϊατρικές εξελίξεις, όπως η αλληλουχία DNA, η αναισθησία και η νευροχειρουργική.
Για μένα, το κακό που μπορεί να κάνει κάποια μέρα η BCI αντισταθμίζεται από το καλό που ήδη κάνει. Οι τρέχουσες μέθοδοι θεραπείας νευρολογικών και ψυχολογικών διαταραχών με χημικά ή χειρουργική επέμβαση είναι θλιβερά ανεπαρκείς. Η διασύνδεση με τον εγκέφαλο μέσω της ακριβούς εφαρμογής ηλεκτρισμού και η διάγνωση διαταραχών μέσω της παρακολούθησης της ηλεκτρικής δραστηριότητας του εγκεφάλου είναι πολλά υποσχόμενη. Όταν ο Nathan Copeland έσφιξε το χέρι του Προέδρου Ομπάμα με ένα ρομποτικό βραχίονα ελεγχόμενο από ηλεκτρόδια εμφυτευμένα στον κινητικό φλοιό του, ένιωσε επίσης τη λαβή μιας χειραψίας μέσω αισθητήρων στα προσθετικά δάχτυλα που διέγειραν ηλεκτρόδια στον αισθητήριο φλοιό του. Το BCI μπορεί επίσης να αποκαταστήσει την όραση και την ακοή, να δημιουργήσει συνθετική ομιλία και να βοηθήσει στη θεραπεία διαταραχών όπως η ιδεοψυχαναγκαστική διαταραχή, ο εθισμός και η νόσος του Πάρκινσον.
Είναι φυσικό να φοβόμαστε αυτό που δεν καταλαβαίνουμε. Για τους περισσότερους από εμάς, ο φόβος του ελέγχου του μυαλού είναι αφηρημένος, αλλά ο Copeland αντιμετώπισε την πραγματικότητα να άφησε τους επιστήμονες να ανοίξουν το κρανίο του και να εμφυτεύσουν ηλεκτρόδια στον εγκέφαλό του. Όταν τον συνάντησα το 2018, τα εμφυτεύματα εγκεφάλου του Copeland είχαν αφαιρεθεί, επειδή τα ηλεκτρόδια έχουν περιορισμένη διάρκεια ζωής. «Κοιτάζοντας πίσω σε αυτό», είπε, «θα το έκανα όσες φορές με άφηναν».
