Brak wyników

Psychologia i życie

2 grudnia 2019

NR 12 (Grudzień 2019)

Czy nasze myśli są jeszcze nasze

3

Czy jesteśmy już blisko codzienności, w której urządzenia podpięte do naszego ciała będą wiedzieć o naszych prawdziwych myślach i marzeniach więcej niż nasi najbliżsi, a nawet my sami?

XX Mistrzostwa Świata w Piłce Nożnej odbyły się w 2014 roku w Brazylii. Ceremonia otwarcia okazała się wyjątkowym wydarzeniem pod wieloma względami, ale jeden był szczególny. Na płytę wypełnionego po brzegi legendarnego stadionu Maracanã w Sao Paulo wjechał Juliano Pinto – nieznany nikomu młody mężczyzna, sparaliżowany od pasa w dół. Nie byłoby w tym zdarzeniu nic niezwykłego, gdyby nie futurystyczny egzoszkielet okrywający jego ciało. Po chwili Juliano wstał z wózka i wykonał pierwsze kopnięcie piłki na tym mundialu. Jednak to nie mięśnie jego nóg wprawiły w ruch piłkę. Impuls nerwowy nie mógł dotrzeć do uszkodzonych kiedyś nerwów rdzenia kręgowego. Zamiast tego myśl (użytkownik „wyobraża sobie”, że chce wykonać ruch, ale jeszcze go nie wykonał) o chęci wykonania ruchu została przechwycona bezpośrednio z kory motorycznej mężczyzny i zamieniona na reakcję silników mechanicznej zbroi, która poruszała jego sparaliżowanym ciałem.

Dla wielu była to chwila równie wzruszająca, co zatrważająca. Z jednej bowiem strony świadczyła o tym, jak blisko jesteśmy, by milionom sparaliżowanych osób dać nadzieję na przywrócenie utraconej sprawności.

Z drugiej jednak strony – co może nas powstrzymać, by za pomocą tego samego lub podobnego mechanizmu odczytywać intencje i myśli innych ludzi, nawet jeśli sobie tego nie życzą?
Egzoszkielet Juliana Pinto nie jest jedynym przykładem postępów dokonanych w ostatnich latach na drodze do odczytywania informacji bezpośrednio z mózgu człowieka. Nie mniej spektakularne są eksperymenty, które w warunkach laboratoryjnych pokazują, że na podstawie odczytu pracy mózgu można rozpoznać, na co aktualnie patrzy uczestnik badania, co sobie przypomina lub jaką decyzję za chwilę podejmie. Czy jesteśmy już o krok od granicy, po przekroczeniu której urządzenia podpięte do naszego ciała będą wiedzieć o naszych prawdziwych myślach i marzeniach więcej niż nasi najbliżsi, a nawet my sami?

Interfejsy mózg–komputer

Już w 1964 roku brytyjski neurofizjolog William Grey Walter jako pierwszy pokazał, że można sterować zewnętrznym urządzeniem jedynie za pomocą aktywności kory mózgowej. Uczony poprosił pacjenta z elektrodami umieszczonymi w obszarze kory motorycznej o naciśnięcie przycisku, który uruchamiał projektor slajdów. Urządzenie włączało się jednak jeszcze przed wciśnięciem guzika, ponieważ reagowało na wzrost aktywności mózgu pacjenta, wywołany myślą o naciśnięciu przycisku. Kilka lat później na Uniwersytecie Kalifornijskim Jacques Vidal przeprowadził eksperyment, w którym kursor na ekranie poruszał się pod wpływem aktywności fal mózgowych.

Oba badania obrazują to, co dziś nazywamy interfejsem mózg–komputer (ang. brain-computer interface, BCI) lub interfejsem mózg–maszyna. System taki odczytuje aktywność mózgu i wykorzystuje ją do uruchomienia zewnętrznych urządzeń lub aplikacji, z pominięciem mięśni oraz nerwów obwodowych. Zwykle zastępuje on naturalne funkcje organizmu, uszkodzone w wyniku choroby lub urazu. Można jednak w ten sam sposób przekazywać informacje lub wzmacniać funkcje, które nie zostały uszkodzone, co pozwala uzyskać dodatkowy kanał komunikacji.

Żeby jednak mogło zaistnieć sterowanie bez pośrednictwa mięśni, konieczne jest dokładne odczytanie pracy mózgu. Wykorzystuje się do tego dwie grupy metod. Pierwsza pozwala na rejestrowanie pola elektrycznego lub magnetycznego, generowanego przez skupiska komórek nerwowych znajdujących się w mózgu. Najbardziej znaną z tych metod jest elektroencefalografia (EEG), czyli nieinwazyjna technika polegająca na umieszczeniu na skórze głowy niewielkich elektrod. Pokrewne metody wymagają już wszczepienia czujników pod czaszkę (elektrokortykografia) lub bezpośrednio w mózgu (rejestracja tzw. lokalnych potencjałów polowych). Druga grupa metod służy monitorowaniu zmian metabolicznych, które zachodzą w organizmie, np. poziomu tlenu we krwi przepływającej przez różne obszary mózgu. Do najpopularniejszych technik tego typu należy funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI), dobrze nam znany z diagnostyki szpitalnej.

Myśl przekazana na odległość

Niezależnie od metody zbierania informacji na temat aktywności mózgu na niewiele się ona przyda, jeśli rejestrowany sygnał nie będzie posiadał określonych cech. Po pierwsze, musi być na tyle wyraźny i powtarzalny, aby dało się go „usłyszeć” i zapisać. Taki sygnał można zidentyfikować w zapisie aktywności mózgu i wykorzystać do uruchomienia urządzenia. Po drugie, sygnałem powinno dać się sterować (zmieniać go zależnie od intencji), bo tylko wtedy za jego pomocą można kontrolować urządzenia lub przekazywać informacje. Wyklucza to stosowanie w interfejsach mózg–komputer np. złożonych stanów emocjonalnych, które byłyby trudne do kontrolowania przez użytkownika.

Powiedzmy, że chcemy za pomocą BCI przesunąć kursor na ekranie w prawo lub w lewo. W tym celu musimy znaleźć aktywność umysłową, która to umożliwi, np. myśl o zaciśnięciu prawej lub lewej dłoni.

Z dotychczasowych badań wiemy, że gdy wykonujemy jakiś ruch dłonią lub nawet o nim pomyślimy, w naszej korze ruchowej dochodzi do czasowego spadku mocy niektórych fal mózgowych po stronie przeciwległej do tego ruchu. Efekt ten jest względnie symetryczny dla obu dłoni, więc umieszczając elektrody po obu stronach głowy, jesteśmy w stanie odczytać, czy nasz użytkownik myśli teraz o ruchu prawej, czy lewej dłoni.

Stąd już prosta droga, by za każdym razem, gdy moc interesujących nas fal spadnie, przesunąć kursor na ekranie w lewo lub prawo, zamieniając myśl w reakcję komputera. Co bardzo istotne, użytkownik widzi, jakie zmiany wywołują jego myśli i może modyfikować je w kolejnych próbach tak, by działanie systemu odzwierciedlało jego prawdziwe intencje. Komunikacja tworzy więc tu zamkniętą pętlę: zmiany otoczenia wpływają na stan organizmu, ten zaś adaptuje się do otoczenia, by lepiej na nie wpływać.

Sterowanie BCI możemy jednak wykorzystywać nie tylko do kierowania martwymi urządzeniami, jak komputer czy egzoszkielet. Zespół naukowców z Uniwersytetu Waszyngtońskiego w 2013 roku zastosował tzw. przezczaszkową stymulację magnetyczną (TMS), aby przekazać myśl o wykonaniu ruchu osobie znajdującej się w innym pomieszczeniu kampusu uniwersyteckiego. Gdy kierujący projektem profesor Rajesh Rao chciał wykonać ruch, jego myśl została odczytana i przesłana do stymulatora, który impulsem magnetycznym zmuszał korę ruchową kolegi badacza do naciśnięcia przycisku. Rok później zespołowi pod kierunkiem dr. Alvaro Pascuala-Leone udało się powtórzyć ten eksperyment, ale na znacznie większą skalę: za pośrednictwem łącza internetowego połączyli mózgi osób badanych znajdujących...

Ten artykuł dostępny jest tylko dla Prenumeratorów.

Sprawdź, co zyskasz, kupując prenumeratę.

Zobacz więcej

Przypisy