Как BrainNet позволил 3 людям напрямую передавать мысли от мозга к мозгу
Для удивительно социального вида мы не особо эффективные коммуникаторы.
Поиск правильных слов для четкой и эффективной передачи наших мыслей другому сознанию—даже в таком простом виде, как направление движения—может быть сложной задачей, особенно в быстро и под психологическим давлением.
Что если мы вообще избавимся от слов? Что, если вместо того, чтобы полагаться на посредника, мы могли бы напрямую передавать наши мысли через цифровое интернет-пространство в другой разум?
Команда нейронных инженеров из Вашингтонского университета раздвигает границы того, как может выглядеть общение между мозгами человека-система, не погрязшая в тонкостях грамматики или подверженная ограничениям языкового перевода. Подлинно универсальное средство коммуникации для человечества.
В прошлом месяце в исследовании, загруженном на предварительный сервер arXiv, команда, возглавляемая доктором Раджешем П. Д. РАО, описывает систему, которая позволяет трем людям совместно играть в Тетрис-подобную игру. Дублированный "BrainNet", интерфейс читает активность мозга двух человек,” отправители", и дает соответствующие инструкции по игре. Эти инструкции затем используются для стимуляции мозга "получателя", который затем использует информацию для выполнения движения в игре.
На данный момент инструкции невероятно просты потому, что они двоичные. Система не может передавать слова или предложения, как мысли от одного человека к другому. Но это доказательство концепции, что на невероятно рудиментарном уровне мы продвигаемся к технологии, которая потенциально может однажды вывести телепатию из области научной фантастики в реальный мир.
Это увлекательный материал, с оговоркой-потому что исследование предварительно опубликовано, оно еще не было проверено внешними неврологами, не участвующими в исследовании. В его нынешнем виде результаты необходимо воспринимать с долей скептицизма.
Это не первое достижение в области межмозговой коммуникации. В 2014 году команда из Испании представила интерфейс, который позволил двум людям играть в игру”20 вопросов", физически расположенную на расстоянии более 2000 миль.
В новом исследовании интерфейс включал два столпа: один считывает и декодирует необходимую нейронную активность, а другой записывает или “кодирует” полезную информацию обратно в мозг.
Аппаратным декодером является ЭЭГ, которая считывает изменения электрической активности мозга через электроды, встроенные в колпачок. Когда человек представляет себе движение руки в определенном направлении, ЭЭГ может обнаружить это намерение, считывая электрическую активность из моторной коры.
"Запись" основана на транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС). Используя магнитную катушку, TMS изменяет магнитное поле над частью мозга для того чтобы изменить деятельность при зоны электрическую. В зависимости от того, где вы стимулируете, конечным результатом может быть автоматическое подергивание пальца или галлюцинаторная вспышка света, называемая фосфеном, в поле зрения человека.
Исследование 2014 года использовало эту настройку между двумя добровольцами для совместной игры в компьютерную игру: стрельба ракетой по входящей ракете. Только” отправитель "может видеть экран-чтобы выиграть, "отправитель" должен был представить себе перемещение курсора, вызывая изменения в активности мозга, записанные ЭЭГ. ЭЭГ затем посылает сигнал "огня “в установку TMS, которая, в свою очередь, стимулирует моторную кору” приемника", заставляя его нажать сенсорную панель для запуска ракеты.
Несмотря на то, что два участника физически находились в миле друг от друга, они выиграли примерно 80 процентов времени.
” Современные технологии достаточны для разработки устройств для элементарной передачи информации от мозга к мозгу у людей",-заключила команда.
Если система работает с двумя, почему не с тремя и более? В конце концов,” человеческое общение...становится все более доминирующим с помощью средств (таких как социальные сети), которые позволяют нескольким сторонам взаимодействовать в сети", - говорят исследователи.
В новом исследовании они подключили двух отправителей с ЭЭГ и одного получателя с TMS. Задача здесь состоит в том, чтобы повернуть (или нет) падающий блок так, чтобы он вписался в пространство в нижней части экрана. Как и раньше, только отправители могут видеть весь экран игры; приемник видит только блок в верхней части экрана, и, таким образом, должен интегрировать информацию из обоих источников, чтобы решить, следует ли поворачивать падающий блок.
Затем наступает второй раунд магии мозга к мозгу: отправители могут видеть, сделал ли приемник правильный выбор, представленный как повернутый (или нет) блок в середине их экранов. Это позволяет им отправлять обратную связь получателю, давая ему шанс исправить потенциальную ошибку.
Вместо того, чтобы использовать ЭЭГ для захвата воображаемых движений рук, здесь Ученые ловко захватили причуду мозговых волн для кодирования инструкций. Наша мозговая активность автоматически захватывает определенную внешнюю стимуляцию: изменение ритма музыки или скорости мигающих огней может, в свою очередь, изменить частоту наших мозговых волн.
Отправить “поворот”, как инструкция, отправитель уставился на мигающий светодиод в 17hz. Глядя на свет 15 Гц, который изменяет частоту активности мозга таким образом, что его можно обнаружить с помощью ЭЭГ, посылает сигнал “не поворачивать” на оборудование TMS через интернет.
"Поворот" заставил TMS работать зрительную кору приемника, заставив его увидеть вспышку света. “Не вращаться " также вызывает реакцию, но ниже порога, который индуцирует фосфен.
Протестировав пять групп этих "триад", ученые обнаружили, что их протокол "мозг-мозг" может решить компьютерную игру примерно с 81-процентной точностью.
” Эта статья представляет, насколько нам известно, первую успешную демонстрацию неинвазивного прямого взаимодействия мозга человека с мозгом для решения задачи",-говорят авторы.
Будущее общения?
Команда соглашается: от первой системы мозг-мозг до BrainNet “уровень сложности информации остался двоичным, т. е. только немного информации передается во время каждой итерации общения”, - сказали они.
Чтобы расширить полосу пропускания, они теперь изучают использование функциональной МРТ (fMRI) для лучшего чтения изменений в активности мозга. Возможно, вместо простого "Да-нет" следующая инкрементная система может быть стохастической, причем каждый шаг представляет собой другой сигнал декодирования.
Поскольку неинвазивные нейротехнологии увеличивают разрешение как во времени, так и в пространстве, BrainNet неизбежно становится более сложным. Исследование с использованием имплантированных электродов у четырех мышей показало, что они могут научиться передавать информацию в странной игре мозговой волны “телефон”, по существу превращая мозг в биологическую искусственную сеть, которая классифицирует, хранит и передает данные. В другом случае группа обезьян научилась совместно управлять протезом руки, чтобы поймать движущийся мяч-с лучшей производительностью, чем любой член команды.
И есть конечная цель для человека BrainNets: объединение мощности мозга миллионов людей через интернет, чтобы решить общую проблему.
Возможно ли это, остается под вопросом. Но, как заключили авторы, их результаты "повышают возможность будущих интерфейсов мозг-мозг, которые позволяют решать проблемы сотрудничества людьми с использованием "социальной сети" подключенных мозгов.”