Hakowanie mózgu. Co może pójść nie tak?
Naukowcy z Uniwersytetu Ochanomizu w Tokio stworzyli niedawno coś w rodzaju "deszyfratora myśli". Dzięki niemu są w stanie "przetłumaczyć" obraz, który powstaje w naszej głowie i pokazać go na ekranie.
Sztuczna inteligencja (AI, artifi cial intelligence) otrzymuje ów obraz ze skanera mózgu fMRI (functional magnetic resonance imaging - funkcjonalnego obrazowania metodą rezonansu magnetycznego), wykonywany, gdy spoglądasz np. na zdjęcie. Następnie generuje pisemny opis tego, co jej zdaniem oglądałeś. Może to być np. zdanie: "Pies siedzi na podłodze przed otwartymi drzwiami" lub "grupa ludzi stojących na plaży". Jak łatwo sprawdzić, na fotografii jest dokładnie to, o czym mówi opis "czytającej w myślach" AI (1).
- Naszym celem jest zrozumienie, w jaki sposób mózg przedstawia informacje o świecie - wyjaśniał serwisowi "Digital Trends" Ichiro Kobayashi, jeden z badaczy z japońskiego Uniwersytetu Ochanomizu.
- Oparty na sieciach neuronowych algorytm potrafi modelować i odczytywać treści pochodzące z percepcji, przedstawiając je w postaci zdań. Korzystając z zestawu danych dotyczących filmów i obrazowej aktywności mózgu, wyszkoliliśmy nowy model, który może wnioskować z wzorców aktywności mózgu.
Japońscy naukowcy planują dokładniej badać, w jaki sposób różne formy informacji mózgowej - obrazy, znaczenia, sygnały językowe, wrażenia itd. - są kodowane w mózgu, a następnie modelować relacje między doświadczeniami a aktywnością umysłu. Chcieliby poznać mechanizmy multimodalnych powiązań informacji, prowadzące do mających znaczenie operacji mózgu. Inaczej mówiąc, pracują nad generowaniem jak najdokładniejszych opisów myśli ludzkich.
Jak widać, technologie, których zadaniem jest "gmeranie" nam w mózgu, rozwijają się coraz szybciej.
W ubiegłym roku np. kalifornijscy naukowcy opublikowali w magazynie "New Scientist" wyniki badań, które potwierdzały, że nauczyli się dekodować myśli. Uczestnicy eksperymentu czytali na głos tekst "Gettysburg Address", słynnej mowy Abrahama Lincolna. Wszczepione w ich czaszkę elektrody zarejestrowały pracę neuronów mózgowych, w trakcie wypowiadania kolejnych słów.
Mózg jak kamera
Jeszcze przed eksperymentami Japończyków i Amerykanów zespół specjalistów z kanadyjskiego uniwersytetu w Toronto Scarborough badał możliwość rekonstrukcji obrazów opartych na percepcji mózgu z wykorzystaniem danych zebranych w elektroencefalografii (EEG). Uczestników testów podłączano do aparatury EEG (2) odczytującej fale mózgowe i pokazywano im zdjęcia rozmaitych twarzy. Rejestrowana była aktywność mózgu, którą następnie analizowano przy użyciu maszynowych algorytmów uczenia się.
Naukowcy wykorzystali te informacje do cyfrowego odtworzenia obrazu twarzy zapisanego w umyśle danej osoby, a warto pamiętać, że - inaczej niż w przypadku podstawowych kształtów - możliwość odtworzenia rysów twarzy wiąże się z opanowaniem ogromnej liczby drobiazgowych detali wizualnych.
Swoje wnioski badacze opublikowali w styczniu tego roku, zamieszczając w czasopiśmie "eNeuro" artykuł "Neuronowa dynamika przetwarzania tożsamości twarzy: spostrzeżenia z analizy wzorów i rekonstrukcji obrazów w oparciu o EEG" ("The Neural Dynamics of Facial Identity Processing: Insights from EEG-Based Pattern Analysis and Image Reconstruction").
Poprzednie badania obejmowały technologię fMRI, która sprawdza aktywność mózgu poprzez wykrywanie zmian w przepływie krwi. Tym razem po raz pierwszy sięgnięto do danych uzyskanych z aparatury EEG, mierzącej elektryczne sygnały niskiego napięcia generowane w mózgu, przy użyciu czujników przymocowanych do skóry głowy i twarzy.
Rejestrują one zmiany potencjału elektrycznego na powierzchni skóry, pochodzące od aktywności neuronów kory mózgowej. Po odpowiednim ich wzmocnieniu tworzą z nich zapis - elektroencefalogram. W porównaniu do fMRI technologia EEG okazuje się znacznie bardziej przenośna, niedroga i może dostarczyć więcej szczegółów w ciągu zaledwie milisekund.
W przyszłości zespół badawczy z kanadyjskiego uniwersytetu ma nadzieję opracowania metody skutecznej rekonstrukcji obrazów danego wydarzenia, w oparciu o ludzką pamięć. Uczeni chcą wyjść poza rozpoznawanie twarzy i odtwarzać dokładne obrazy innych obiektów.
Opisane powyżej systemy teoretycznie pozwalałyby na nieinwazyjną inwigilację zasobów mózgu człowieka, a nawet na wykorzystywanie go jako kamery. Wystarczy, że jednostka będzie miała na głowie zamontowany system fMRI lub EEG, by można było nagrywać wszystko, co widzi. Taki sam system będzie również w stanie podawać inne obrazy bezpośrednio do kory wzrokowej, pozwalając na implantowanie sztucznych wspomnień oraz rozwinięcie się rynku rozrywki, handlującego cudzymi doświadczeniami i wspomnieniami.
Chip w głowie - ręka znów działa
Interfejsy mózgowo-komputerowe (BCI) już od dłuższego czasu pozwalają sparaliżowanym osobom poruszać ramieniem robota lub pacjentom z urazem rdzenia kręgowego sterować wózkiem inwalidzkim z napędem silnikowym. Dowolny sprzęt - np. komputer albo smartfon - może zostać "wyszkolony" w celu rozpoznawania wzorców fal mózgowych, po czym mapuje te dane wejściowe do sterownika kontrolującego urządzenie fizyczne. Podobnie jak w przypadku ludzkiej pomysłowości, wyniki zastosowania takich rozwiązań mogą być zaskakujące.
Cztery lata temu, dotkniętemu porażeniem 24-letniemu Ianowi Burkhartowi z Dublina w stanie Ohio, wszczepiono mikrochip do mózgu, który odpowiada za "reanimację" jego prawej dłoni (3), nadgarstka i palców, kiedy pacjent jest podłączany do sprzętu w laboratorium. Zespół badawczy prowadzony przez Chada Boutona w Feinstein Institute for Medical Research w Manhasset (Nowy Jork) od tamtego czasu prowadzi badania. Opublikował ich rezultaty 13 kwietnia 2016 r. w "Nature".
Wcześniej sądzono, że po uszkodzeniach rdzenia kręgowego mózg przechodzi "reorganizację" - ponownie zarządza swoimi połączeniami. Jednak prace naukowców z Manhasset wskazują, że poziom tej reorganizacji może być mniejszy, niż wcześniej przypuszczano. "To daje dużą nadzieję, że być może po urazie tego typu nie zachodzi aż tyle zmian mózgowych, jak sądziliśmy, i że jesteśmy w stanie połączyć uszkodzone obszary z rdzeniem, aby odzyskać możliwość ruchu", pisał Chad Bouton we wspomnianym artykule.
Wcześniej taki "neurologiczny bypass" został zastosowany u małp, a sygnały mózgowe po odkodowaniu wykorzystano do poruszania sztuczną, robotyczną ręką. Przypadek Iana Burkharta był pierwszym, w którym człowiek potrafi sterować własną częścią ciała.
Bouton i jego koledzy wykonali skany fMRI mózgu pacjenta, gdy ten próbował ruszać ręką. Dzięki temu precyzyjnie zidentyfikowali kontrolujące to zachowanie obszary kory motorycznej. Następnie wszczepili elastyczny chip wykrywający ślady aktywności elektrycznej, powstającej gdy Burkhart myśli o ruszaniu ręką, i przekazujący sygnał kablem do komputera.
Algorytmy uczenia maszynowego tłumaczą ten sygnał na informacje elektryczne, przekazywane potem do rękawa otaczającego prawe przedramię, stymulującego mięśnie. W efekcie Irlandczyk potrafi obecnie ruszać pojedynczymi palcami, a także częściowo nadgarstkiem i dłonią, co umożliwia mu np. podniesienie szklanki z wodą czy nawet wzięcie udziału w grze symulującej grę na gitarze.
Przypadek Iana Burkharta to przykład rozwijanej w ostatnich latach intensywnie neurorestauracji, czyli odtwarzania pewnych funkcji mózgu, które przestały działać w drodze udaru albo np. wypadku samochodowego. Jeżeli osoby przestają móc ruszać kończynami, implantuje się im do kory mózgowej elektrody, pomagające odzyskać utracone możliwości.
Dzięki stworzonym interfejsom mózg-komputer da się sprawdzić, jak mózg reaguje na określone bodźce, w rodzaju zapachu czy dźwięku. Rozszerzanie zmysłów pozwala m.in. słyszeć osobom ze znacznym ubytkiem słuchu - dzięki analizatorowi mowy połączonemu z nerwem słuchowym. Wszystko wskazuje na to, że rozwój technologii pozwoli na odtwarzanie ubytków neurologicznych w coraz większym zakresie.
Znamy już również takie techniki, w których procesor wszczepiony w mózgu pomaga pacjentom sparaliżowanym "pisać" za pomocą umysłu na komputerze.
Na Uniwersytecie Stanforda w Kalifornii przeprowadzano testy z czterema pacjentami cierpiącymi na zaawansowane stwardnienie zanikowe boczne - powszechnie znane jako choroba Lou Gehriga (ALS), powodująca m.in. całkowitą niezdolność do konwencjonalnej komunikacji.
Po wszczepieniu im chipów, sygnały z komórek mózgu pacjenta przesyłano do komputera, gdzie były interpretowane przez specjalne algorytmy i dekodowane do poleceń "wskaż i kliknij", wywołujących przesuwanie się kursora na klawiaturze ekranowej. Dwóch pacjentów nauczyło się w ten sposób "pisać" (4) z prędkością ok. 6-8 słów na minutę. Dla porównania, wydajność typowego użytkownika smartfonów wynosi ok. 12-19 słów na minutę.
Same chipy są niewielkie - mają wielkość tabletki aspiryny i chirurgicznie wszczepia się je do kory ruchowej mózgu (centrum dowodzenia ruchem). Każdy z układów zawiera sieć elektrod, przenikających do mózgu na głębokość kilku milimetrów.
Wyniki badań opublikowano 21 lutego 2017 r. w magazynie "eLife". Ich autorzy podkreślają, że opracowane techniki nie są jeszcze gotowe do praktycznego wykorzystania. Aby takie się stały, musi zostać zastosowana odpowiednia technologia bezprzewodowa.
Z kolei kilka lat temu badacze z Uniwersytetu w Pittsburghu donosili o 53-letniej kobiecie ze sparaliżowanymi wszystkimi czterema kończynami, która nauczyła się poruszać ręką robota za pomocą umysłu. Zjadła m.in. w ten sposób samodzielnie tabliczkę czekolady, co odbiło się głośnym echem w świecie naukowo-medycznym. Donosił o tym również "Młody Technik"...
Mentalna więź z samochodem
Rozwój interfejsów mózgowych to nie tylko medycyna. Niedawno dowiedzieliśmy się o zupełnie nowym i zaskakującym polu, na którym mogą być one zastosowane. Firma Nissan na początku 2018 r. ogłosiła wyniki badań nad możliwością interpretowania przez pojazdy sygnałów powstających w mózgu kierowcy, dzięki czemu ma szansę zmienić się charakter interakcji człowieka z samochodem. Opracowana przez firmę technologia Brain-to-Vehicle (B2V) zapowiada przyspieszenie czasu reakcji kierowcy i umożliwia stworzenie aut mających zdolności adaptacyjne - z myślą o zapewnieniu większej przyjemności z jazdy.
Nissan zademonstrował możliwości B2V (5) na targach CES 2018 w Las Vegas.
- Myśląc o samochodach autonomicznych, większość osób ma całkowicie bezosobowe wyobrażenie przyszłości, w której ludzie powierzają kontrolę maszynom - powiedział podczas prezentacji wiceprezes zarządu Nissana, Daniele Schillaci. - Natomiast technologia B2V czyni coś przeciwnego. Wykorzystuje sygnały powstające w mózgu kierowcy, by zapewnić mu jeszcze więcej wrażeń i przyjemności z jazdy.
B2V jest pierwszym na świecie systemem tego rodzaju. Stanowi wynik badań nad stosowaniem technologii dekodowania sygnałów wysyłanych przez mózg do przewidywania czynności, które wykona kierowca, jak również do wykrywania jego dyskomfortu.
Osoba prowadząca pojazd ma na sobie urządzenie mierzące aktywność fal mózgowych, analizowaną następnie przez autonomiczne systemy. Wychwytując oznaki wskazujące, że mózg kierowcy chce zainicjować jakiś ruch (np. obrócenie kierownicy czy naciśnięcie pedału przyspieszenia), systemy wspomagania mogą same go wykonać - o 0,2 do 0,5 sek. szybciej od kierowcy i to zazwyczaj w niezauważalny sposób! Efektem może być poprawa czasu reakcji i usprawnienie prowadzenia pojazdu. W ten sposób sztuczna inteligencja umożliwia też zmianę konfiguracji lub stylu jazdy w trybie autonomicznym.
Gry i nie tylko
Według firmy analitycznej Research and Market, globalny rynek urządzeń neurologicznych w latach 2017-2022 ma rosnąć średniorocznie w tempie 9,1%. Z prognoz Transparency Market Research wynika, że rynek ten w 2019 r. będzie wart już 13,6 mld dolarów.
Okres do 2025 r. ma charakteryzować się szybkim rozwojem systemów psychomedycznych, które już do 2030 r. łączone będą z systemami NBIC (Nano-Bio-Info-Cogno). Systemy te będą służyły do mechanizacji ludzkiego mózgu (6) poprzez wszczepiane implanty i zakładane na głowę systemy zewnętrzne.
Takie dwukierunkowe interfejsy mózg-komputer BCI będą w stanie zarówno odczytywać dane z umysłu, jak i wgrywać tam rozmaite informacje, czyniąc z mózgu element środowiska technologicznego.
Na rynku gier komputerowych pojawiły się już pierwsze tego typu rozwiązania. Excess Correlation Project - opracowywany przez dr. Michaela Persingera, byłego pracownika Pentagonu i CIA, zaangażowanego w programy kontroli umysłu i budowę tzw. hełmu Boga (God helmet) - ma za zadanie wywoływać emocjonalne zanurzenie w gry przez systemy stymulacji mózgu oraz uczenie się poprzez korelowanie mózgów graczy.
Drugi system, Neurable, jest owocem prac bostońskiej firmy o tej nazwie, która opracowuje interfejsy mózg-komputer wymagane do kontroli umysłu. Ich rozwiązanie wykorzystuje elektrody na głowie do rejestrowania sygnałów elektrycznych z mózgu, a następnie przekazuje polecenia za pomocą oprogramowania do urządzeń zewnętrznych, takich jak kursory komputerowe czy kończyny robotów.
Na konferencji SIGGRAPH 2017 firma zaprezentowała grę komputerową, w której użytkownik porusza się, wydając polecenia samą tylko myślą (7).
Na rynku dostępne są już takie urządzenia, jak BrainLink (8), czyli czujnik fal mózgowych (EEG), który łączy się bezprzewodowo (np. przez Bluetooth) z urządzeniami użytkowników końcowych, takimi jak smartfony, tablety czy komputery stacjonarne i laptopy. Jest przeznaczony do noszenia na głowie.
W celu wykrycia danych o falach mózgowych użytkownika, trzy czujniki metalowe muszą dotykać jego skóry w dwóch różnych miejscach (jeden na czole i dwa na lewej małżowinie usznej). Użytkownicy mogą sięgać po BrainLink, aby korzystać z odpowiednich aplikacji (w systemach operacyjnych iOS, Android, Windows i Mac OS) oraz grać w gry.
Podstawowe funkcje urządzenia obejmują też trening koncentracji z raportem fal mózgowych, medytację czy niesienie ulgi w napięciu psychicznym.
Przykłady wykorzystujące potencjał interfejsu ludzkiego mózgu w technologii pochodzą z różnych dziedzin. Najczęściej czytamy o kończynach kontrolowanych umysłem, rzadziej o sterowanych umysłem edytorach tekstu, np. systemie intendiX. Można jednak iść dalej.
W placówce badawczo-rozwojowej Samsunga w Dallas powstaje tablet, który wykonuje proste operacje, opierając się na samych intencjach użytkownika. Naukowcy i studenci Uniwersytetu w Minnesocie opracowali system do sterowania robotami (np. minihelikopterem) za pomocą wzorców fal mózgowych użytkownika - noszącego czapkę EEG.
Pewien student robotyki na tajwańskim National University opracował patent kontroli umysłem różnych robotów, w tym robotów LEGO. Z kolei artystka Lisa Park opanowała sztukę sterowania syntezowanym dźwiękiem, który wzbudza taniec fal na powierzchni wody, odbywający się zgodnie z jej emocjami.
Neurony rozszyfrowane
Aktywność mózgu można rozszyfrować. Dowodzą tego rozliczne eksperymenty. Wiele ludzkich ruchów, takich jak chód czy sięganie po coś, przebiega według przewidywalnych schematów. Eva Dyer, neurobiolog w Georgia Institute of Technology i na Uniwersytecie Emory, opracowała kryptograficzną strategię dekodowania neuronów. Ona i jej współpracownicy opublikowali swoje wyniki w grudniu ubiegłego roku, w "Nature Biomedical Engineering".
Istniejące interfejsy mózgowo-komputerowe, takie jak te, które sterują protezami kończyn, zazwyczaj wykorzystują algorytmy zwane dekoderami nadzorowanymi. Opierają się one na równoczesnym rejestrowaniu zarówno aktywności neuronalnej, jak i szczegółów ruchów, w tym położenia kończyn i szybkości - jest to proces czaso- i pracochłonny.
Informacje te są następnie wykorzystywane do szkolenia dekodera w celu przełożenia wzorów neuronowych na odpowiadające im ruchy. W kategoriach kryptograficznych byłoby to jak porównanie pewnej liczby już odszyfrowanych wiadomości z ich zaszyfrowanymi wersjami w celu odtworzenia klucza.
Tymczasem zespół Dyer starał się przewidzieć ruchy, używając tylko "zaszyfrowanych komunikatów" (aktywność neuronowa) i odwołując się do ogólnego zrozumienia wzorców pojawiających się w pewnych ruchach.
Naukowcy przeszkolili trzy makaki, które poprzez ruchy ramion lub nadgarstków poprowadziły kursor do kilku celów na ekranie. W tym samym czasie, wszczepione elektrody zarejestrowały sygnały z ok. stu neuronów w korze ruchowej każdej małpy.
Następnie badacze przetestowali wiele modeli obliczeniowych, aby znaleźć te, które najlepiej odwzorowują wzorce aktywności neuronowej na wzorce obserwowane w ruchach zwierząt. Wykorzystując swój najdokładniejszy model dekodowania aktywności neuronalnej z poszczególnych prób, naukowcy byli w stanie przewidzieć rzeczywiste ruchy makaków.
Niepokoje badaczy
Artykuł opublikowany w listopadzie 2017 roku w czasopiśmie "Nature" opisuje bliską, jak się wydaje, przyszłość, gdy "możliwe będzie dekodowanie procesów umysłowych ludzi i bezpośrednie manipulowanie mechanizmami mózgowymi leżącymi u podstaw ich intencji, emocji i decyzji".
Dwudziestu pięciu (!) współautorów artykułu poruszyło w nim cztery podstawowe kwestie, które wyjaśniają, że potrzebne są już regulacje prawne w tej sprawie. Niektóre ich obawy wydają się stosunkowo oczywiste - np. te dotyczące zachowania kontroli nad swoim działaniem podczas współpracy z komputerem czy też podjęcia odpowiednich środków w celu wyeliminowania uprzedzeń we wdrażaniu nowych technologii. W dokumencie zaleca się również ustalenie ograniczeń w odniesieniu do rozszerzania ludzkich możliwości, zwłaszcza w kontekście wojskowym.
Kapitalne znaczenie ma oczywiście kwestia prywatności. Interfejs mózgowo-komputerowy oferuje nowe sposoby zbierania najbardziej intymnych danych, ale większość z nas chciałaby, aby te informacje - nasze myśli, preferencje i głębokie przekonania - pozostały poufne.
Jednak jeśli spojrzeć na to, jak do tej pory zachowywaliśmy się w sieci, można mieć wątpliwości, czy ta sfera będzie odpowiednio chroniona.
- Nasza grupa podziela przekonanie, że ludzie często rezygnują z prawa do prywatności, nie zdając sobie w pełni sprawy z tego, czemu się poddają, lub czego można się o nich dowiedzieć na podstawie udostępnionych przez nich samych informacji - uważa Sara Goering, profesor nadzwyczajna filozofii Uniwersytetu Waszyngtońskiego i współautorka artykułu w "Nature".
Sytuację rozwijającej się branży neurotechnologicznej pani Goering porównuje do lekarzy i konieczności przestrzegania przez nich zasad etyki. Biorąc pod uwagę olbrzymi wpływ nowych technologii na społeczeństwo, pojawia się naturalne oczekiwanie, by ludzi pracujących w dziedzinie nowych technologii mózgowych poddać podobnym rygorom, które obowiązują w środowisku medycznym.
Obawy nie są na wyrost. Oprócz rysujących się możliwości "czytania w myślach" nie brakuje opinii, że w przyszłości będziemy wręcz projektować mózgi i ich rozwój, zamiast pozostawiać to powolnemu i przypadkowemu procesowi naturalnej selekcji.
Ewolucja ta nastąpi zapewne przez rozwijanie urządzeń, takich jak sztuczne siatkówki, implanty pamięciowe i wiele innych, które łączą się bezpośrednio z mózgiem i poszerzają nasze możliwości. Być może pozwoli to nam na dokonywanie bardziej przemyślanych wyborów co do kolejnych kroków ludzkiej ewolucji, tak aby nasz gatunek mógł sprostać wyzwaniom, z którymi nieuchronnie będziemy musieli się zmierzyć. Być może jednak posłuży też do hodowli posłusznych, odpowiednio zaprogramowanych osobników homo sapiens 2.0?
Naukowcy mają już w swoim arsenale techniki i urządzenia, które łączą się z mózgiem w określonych celach. Przykładem głęboka stymulacja mózgu - słabe prądy elektryczne emitowane na poszczególnych obwodach mózgu mogą zmniejszyć objawy choroby Parkinsona i zaburzenia obsesyjno-kompulsywne. Jak już wspominaliśmy, osoby z amputowanymi kończynami są w stanie obsługiwać coraz większą liczbę protetycznych ramion, rąk i nóg za pomocą myśli, a dokładniej - odpowiedniej koncentracji.
Łatwo jednak wyobrazić sobie, w jaki sposób owe technologie mogłyby rozwinąć się poza sferę terapii schorzeń. Neurobiolog Tara Swart w niedawnej wypowiedzi dla serwisu Futurism.com stwierdziła, że następna generacja urządzeń łączących się z mózgiem może oznaczać np. wszczepione w ludzki organizm chipy automatycznie płacące za zakupy, urządzenia pozwalające modulować nasz nastrój lub koncentrację, albo aplikacje kontrolujące zachowania i eliminujące te uznane za szkodliwe. W grę wchodziłoby także np. urozmaicanie naszych wspomnień - czyli, w domyśle, tworzenie w pamięci zupełnie nowych.
Na razie przed neuroinżynierią stoi sporo problemów natury technicznej. Choćby pytanie - jak komunikować się z dużą liczbą neuronów w mózgu naraz, przez długi czas, bez ich uszkadzania? Jest to trudne, co nie znaczy, że niemożliwe. Ot, po prostu jedno z wielkich wyzwań stojących przed tą szybko rozwijającą się dziedziną.
Potentaci inwestują w interfejsy mózgowe
Innowacje polegające na technicznym rozszerzaniu możliwości mózgu mogą wydawać się luksusową zabawą. Jednak nie jest wykluczone, że wkrótce staną się wręcz niezbędne do ludzkiego przetrwania w obliczu rozwoju sztucznej inteligencji. Człowiek będzie chciał dotrzymać kroku AI, umieć się z nią porozumiewać i pozostać w grze.
Ewolucja biologiczna i naturalna selekcja to procesy powolne. Innowacje technologiczne zachodzą zaś znacznie szybciej niż zmiany w naszej biologii. Rozsądne jest więc pytanie, czy możemy ciągle ulepszać się tak szybko, jak tworzymy cyfrowe urządzenia.
Dlatego myśli się o technice, która przyspieszy również zmiany biologiczne. Jeśli dojdziemy do punktu, w którym można będzie przeczytać treści czyjegoś umysłu lub nawet je przesyłać, znajdziemy się w sferze, w której subiektywny aspekt naszego doświadczenia nie będzie już prywatny.
Elon Musk stworzył niedawno firmę, która pracuje nad połączeniem ludzkiego mózgu z komputerem. Jego Neuralink rozwija technologię pod nazwą Neural lace (w dosłownym tłumaczeniu - "koronka nerwowa"), która ma pozwolić na zmianę ludzkich myśli w polecenia zrozumiałe dla komputera. Specjalne elektrody wszczepiane do mózgu mają pozwolić ludziom bezpośrednio odbierać sygnały z komputera i wysyłać je do niego.
Projekt ma poprawiać naszą wydajność intelektualną i pozwalać na intuicyjne zarządzanie maszynami, które znajdą się w otoczeniu człowieka.
Musk po raz pierwszy opowiadał o tym podczas Vox Media Code Conference w 2016 r. Jego zdaniem, technika tego rodzaju umożliwi ludziom osiągnięcie symbiozy z maszynami. Twórca Tesli mówił, że technologia "koronki" pozwoli zapobiec sytuacji, w której urządzenia wyposażone w sztuczną inteligencję będą traktować człowieka tak, jak on traktuje zwierzęta domowe.
- Rozwiązaniem, które wydaje się najlepsze, jest stworzenie w ludzkim mózgu warstwy sztucznej inteligencji - uważa Musk.
Celem zespołu Neuralink ma być też wynalezienie implantów, które zainstalowane w mózgu pozwolą leczyć dotąd nieuleczalne (lub niezwykle trudne do wyleczenia) choroby, jak epilepsja, depresja czy choroba Parkinsona. Strategia rozwoju firmy ma być podobna do modelu Tesli czy SpaceX, czyli dwóch flagowych przedsięwzięć Muska. Oznacza to rozwijanie technologii w określonych celach krótkoterminowych - by z czasem wykorzystać ją do czegoś ambitniejszego.
W przypadku Neuralink czymś ambitniejszym od leczenia chorób miałoby być pełne uwolnienie potencjału ludzkiego mózgu, sprawienie, by lepiej chłonął i przetwarzał informacje - a więc tym samym usprawnienie działania człowieka w świecie. W ten sposób sztuczna inteligencja ma spotkać się z inteligencją ludzką.
Szef SpaceX chce też stworzyć zasady bezpieczeństwa dotyczące działania AI. Realizowane jest to poprzez organizację non profit pod nazwą Open AI, założoną przez twórcę Tesli w 2015 r., wraz z Samem Altmanem. Misją Open AI jest "rozwijanie inteligencji cyfrowej w taki sposób, który najprawdopodobniej przyniesie korzyści całej ludzkości".
Nie tylko Musk zmierza w tym kierunku. Facebook bada podobną technologię w ramach Building 8, jednostki, która zajmuje się rozwojem oprogramowania. Firma pracuje nad specjalnym interfejsem łączącym mózg człowieka z komputerem, co pozwoli ludziom bezpośrednio komunikować się z maszynami.
W tym kontekście mówi się o urządzeniach typu implanty mózgowe, które pozwolą np. pisać bez użycia palców, jedynie z wykorzystaniem umysłu. Systemy odpowiedzialne za neuroobrazowanie odczytywałyby nasze myśli, komunikując się bezpośrednio z ośrodkiem mowy w mózgu i wyświetlając je na ekranie w formie słów.
Jak powiedzieli serwisowi TechCrunch przedstawiciele Facebooka, nie chodzi o przetwarzanie losowych myśli - a jedynie tych, które już zdecydowaliśmy się wyrazić, gdyż tylko takie trafiają do ośrodka mowy.
Mniej znanym niż Mark Zuckerberg graczem, który chce tak dalece połączyć technologię z biologią człowieka, jest Bryan Johnson - inwestor, a także twórca i prezes zajmującej się neuroprotetyką firmy Kernel. Jego celem jest, jak głosi, połączenie dwóch rodzajów inteligencji, czyli ludzkiej ze sztuczną, maszynową (9).
- Nasze połączenie z coraz to nowszymi formami sztucznej inteligencji jest ograniczone przez ekrany, klawiatury, interfejsy dotykowe, gestykulacyjne czy sterowanie głosem, a więc sztywne modalności opierające się na systemie wejścia-wyjścia - mówi Johnson. - Mamy bardzo niewielki dostęp do naszych mózgów, co ogranicza ludzką zdolność do współewoluowania z maszynami.
Johnson twierdzi, że symbioza między inteligencją sztuczną a ludzką to przyszłość, której nie unikniemy. Jego zdaniem, jesteśmy zagrożeni rozwojem sztucznej inteligencji i tylko lepsze poznanie własnych mózgów będzie w stanie ochronić nas przed zagładą.
Scott Huffman, dyrektor inżynierii w Google, już w 2013 r. ogłosił, że jego firma ma zamiar "przekształcić sposoby interakcji ludzi z Google". Oznacza to, że będziemy w stanie rozmawiać z Google podobnie jak z żywymi osobami.
Urządzenia Google nie będą się jednak znajdowały w naszych kieszeniach czy na biurkach, ale we wszystkim wokół nas - oraz w naszym mózgu. W 2015 r. Eric Schmidt, szef Google’a, podczas spotkania na Światowym Forum Ekonomicznym w Davos potwierdził, iż firma pracuje nad wszczepianymi do mózgu chipami mającymi służyć do przeszukiwania Internetu.
Sterowanie nastrojami i protezy pamięci
Jesienią 2017 r. naukowcy wszczepili dwudziestu ochotnikom "protezę pamięci". Mieli oni wcześniej zainstalowane elektrody w mózgu w celu leczenia epilepsji, więc aktywacja nowego systemu nie wymagała dodatkowej procedury. Testy były dwuetapowe. W pierwszym naukowcy zebrali dane o aktywności mózgu w trakcie myślenia o konkretnych przedmiotach. Następnie użyto implantu stymulującego te same obszary mózgu, które pozostawały widoczne podczas pierwotnego testu pamięci. Był to prosty zabieg wspomagający pamięć krótkotrwałą.
Implant ma wzmocnić normalne ścieżki, których mózg używa do tworzenia wspomnień. Kiedy otrzymujemy bodziec ze świata zewnętrznego, szereg złożonych sygnałów elektrycznych przechodzi przez różne regiony hipokampu - centrum pamięci mózgu.
Impuls elektryczny się zmienia i może zostać wysłany do repozytorium pamięci długoterminowej. Implant naśladuje funkcje, które naturalnie należą do hipokampu, wzmacniając tym samym pamięć. Nie jest to jednak równoznaczne z czytaniem wspomnień.
Naukowcy opisują ten proces, porównując go do skutecznego tłumaczenia języka np. hiszpańskiego na francuski bez znajomości żadnego z nich. To urządzenie może mieć długofalowe zastosowanie dla osób cierpiących na utratę pamięci długoterminowej, np. żyjących z chorobą Alzheimera.
Z kolei uczeni finansowani przez amerykańską agencję rządową DARPA, która rozwija zaawansowane projekty wojskowe, zaczęli od niedawna testować na człowieku implanty mózgowe nowego typu. Technologia ma leczyć pacjentów z różnych chorób psychicznych z pomocą odpowiednio dostosowanych impulsów elektrycznych.
Wiele dotychczasowych badań ujawniło, że stymulacja konkretnych regionów mózgu prądem elektrycznym pozwala osiągać rozmaite korzyści, np. przyspieszyć wchłanianie wiedzy lub pozbyć się depresji.
Potencjalnych zastosowań nowej technologii jest mnóstwo. Wystarczy po prostu potraktować prądem konkretny obszar w mózgu, uważając jednak przy tym, aby nie przesadzić, bowiem na tej metodzie możemy tak samo zyskać, jak i stracić. Korzyści wynikające ze stosowania impulsów elektrycznych zachęciły do prac nad specjalistycznymi implantami, które mogłyby odpowiednio traktować nasz mózg prądem.
Agencja DARPA sfinansowała w tym celu badania naukowe. Implanty stymulujące mózg prądem już powstały - teraz nadszedł czas na pierwsze testy kliniczne. Niewielkie urządzenia korzystają z algorytmów, które wykrywają konkretne wzory aktywności mózgowej powiązanej z zaburzeniami nastroju.
Gdy zachodzi taka potrzeba, implanty mogą stymulować regiony mózgu prądem o odpowiednim natężeniu, aby załagodzić chorobę lub wyleczyć pacjenta z danej dolegliwości. Może to być np. depresja, epilepsja lub choroba Parkinsona, ale w ten sposób da się także zwiększyć kreatywność. W jednym przypadku dzięki stymulacji prądem udało się wybudzić pacjenta ze śpiączki.
Badacze z kilku ośrodków, w tym z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco (UCSF) odpowiedzialni za projekty finansowane przez DARPA, ogłosili w listopadzie ubiegłego roku, że zaprojektowane przez nich implanty mózgowe wykorzystujące sztuczną inteligencję mogą sterować nastrojem człowieka.
Neurolog z kalifornijskiej uczelni, Edward Chang, zdradził, że jego zespół już przetestował stymulację u ludzi, ale odmówił podania dalszych szczegółów, ponieważ eksperymenty mają charakter wstępny. Informacje o wynikach uczonych zamieścił magazyn "Nature".
- Jednym z wyzwań dotyczących stymulowania obszarów mózgu związanych z nastrojem jest niebezpieczeństwo nadmiernej korekty emocji, prowadzącej do ekstremalnej euforii, która przyćmiewa wszystkie inne uczucia - powiedział dla "Nature" Alik Widge, neuroinżynier i psychiatra z Uniwersytetu Harvarda, prowadzący podobne eksperymenty. - Problemy etyczne wynikają z faktu, że algorytmy stosowane w stymulacji mogą powiedzieć badaczom o nastroju danej osoby więcej, niż jest widoczne w jej zachowaniu lub mimice. Choć naukowcy nie czytają w ludzkich umysłach, to mają dostęp do neuronowej aktywności, która koduje nastroje i uczucia.
Technologia ta prowadzi do nieinwazyjnych systemów modyfikacji nastrojów/emocji przez systemy fMRI. W pierwszej kolejności ma pomóc naukowcom w opracowaniu nieinwazyjnych terapii chorób psychicznych, przez stymulację mózgu przez czaszkę. W dalszej kolejności - kto wie? Sterowanie nastrojami i emocjami nie musi być wyłącznie terapią.
Niepokojące wizje nie są rzeczą całkiem nową. Aldous Huxley (10) już w 1962 r., podczas wykładu zatytułowanego "Ostateczna rewolucja" opowiadał o szczurach laboratoryjnych, które same stymulowały własne "ośrodki przyjemności" w mózgu, włączając EEG odpowiednimi guzikami.
Opowiadał również, że niektóre szczury "przestymulowywały się", doprowadzając nawet do śmierci. Ekstatyczne doznania stawały się bowiem ważniejsze niż jedzenie, picie i instynkt przetrwania.
Gdy docieramy do możliwości hakowania mózgu, zdalnego sterowania, zewnętrznego stymulowania przyjemności, zapisywania i wymazywania wspomnień, trudno pozbyć się pewnego dreszczyku. Uczeni zapewniają, że robią to dla dobra, zdrowia i przywrócenia sprawności człowiekowi. Co więc może pójść nie tak?
Ano, jak się wydaje, coś jednak może. I potrafi my sobie wyobrazić, co.
Mirosław Usidus
