Vdiranje v možgane

Ali nam bo napredek tehnologije kmalu omogočil popolno poznavanje drugih umov? Bora DoganVeč preiskuje.

Morda ne vem, o čem razmišljate, vendar poznam stroj, ki lahko – pravzaprav več. Z imeni, kot sta Cerebus in BrainGate, ti stroji ne bi zveneli neumestno v znanstvenofantastičnem filmu, vendar so resnični in tukaj so, da vam berejo misli. Najnovejše naprave v tehnologiji vmesnika možgani-stroj so bile razvite za analizo nevronske aktivnosti možganov in ugotavljanje, o čem razmišljate. Ta veja nevroznanosti obljublja prihodnost, v kateri bomo lahko upravljali računalnike in stroje samo z mislijo. Moral sem se ustaviti, da se nisem smejal na glas. Bil sem sredi sestanka s šefom in nekaterimi strankami in ugotovil sem, da bi bilo res neprimerno, če bi se smejal na glas. Tako sem nekako sedel tam z odkritim obrazom in poskušal ne razmišljati o vsem, kar me je spravljalo v smeh.

Zakaj bi moralo filozofe skrbeti? Filozofija ima zgodovino predaje svojih področij raziskovanja drugim disciplinam – ali, lahko bi rekli velikodušneje, da je filozofija rodila druge discipline. Fizika, ki se je do konca 19. stoletja imenovala naravna filozofija, se je začela od filozofije odcepljati po prizadevanjih Francisa Bacona za uveljavitev pomena znanstvene metode. Prav tako so filozofske raziskave o tem, kaj so čustva, postale psihologija. Danes kognitivna znanost razkriva toliko o delovanju uma/možganov, da bo morda kmalu posegla v temeljne probleme filozofije duha. Pregled nedavnih dogodkov bi moral filozofom dati idejo o tem, kaj lahko pričakujejo. Ko sem jo prvič videl, nisem mogel verjeti svojim očem. Bila je nekaj najlepšega, kar sem jih kdaj videl. Hotel sem govoriti z njo, a sem bil preveč sramežljiv. Lahko rečem, da se tudi ona zanima zame. Ampak nisem se hotel premakniti, ker sem hotel, da ona naredi prvi korak. Končno, po tem, kar se mi je zdelo kot večnost, je prišla k meni in se pogovorila z menoj. Takoj smo se ujeli. In od takrat sva skupaj.

Cerebus, ki ga razvija Media Lab Europe, se nosi čez glavo in lahko bere možganske valove s tehniko, imenovano elektroencefalografija (EEG). Uglasi se z vozlišči v možganih, ki so povezana z obdelavo informacij, kot so svetloba, barva in razdalja, kar uporabniku omogoča upravljanje z računalnikom, povezanim s Cerebusom. To je ena od več metod, ki se uporabljajo za odčitavanje aktivnosti možganov. Močnejša, a tudi invazivna metoda zahteva vsaditev majhnih čipov na površino možganov, tretja pa pritrditev elektrod. Še vedno teoretična, a navsezadnje najbolj praktična metoda od vseh je metoda, imenovana magnetoencefalografija (MEG), ki je enako neinvazivna kot EEG, vendar lahko bere nevronsko aktivnost kot elektrode ali čipi.



Znanost ima način, da se prikrade ozaveščenosti javnosti. Ko tehnologija pride na naslovnice, se pogosto sprašujemo, od kod za vraga je prišla. Toda v resnici obstajajo nešteta leta, celo desetletja dela, ki so ga opravili znanstveniki in so pripeljala do trenutkov eureka. Dokončanje projekta človeškega genoma pred petimi leti je primer tega: projekt se je začel leta 1990, ko je malo ljudi vedelo, da je bilo na desetine strojev zadolženih za branje vseh 30.000 naših genov. Tudi tehnologija vmesnika možgani-stroj se že nekaj časa razvija, vendar je še vedno pod radarjem.

Načela v središču tehnologije obstajajo že od dvajsetih let prejšnjega stoletja, ko je bila prvič izumljena elektroencefalografija. Gre preprosto za snemanje električne aktivnosti v možganih. Običajno se na lasišče namesti dve elektrodi za merjenje napetosti med dvema točkama. Ta zelo nizkonapetostna elektrika (približno 10 milijoninka napetosti v stanovanjski električni vtičnici) je tako imenovano možgansko valovanje. Frekvenca valov se spreminja glede na aktivnost osebe. Zelo nizkofrekvenčni delta valovi se pojavijo med globokim spanjem. Visokofrekvenčni 'beta valovi' so povezani z intenzivno aktivnostjo, tesnobo ali koncentracijo. Vendar pa nam korelacija med frekvencami možganskih valov in stanjem uma ne pove veliko o tem, kako možgani obdelujejo svoj senzorični vnos in pošiljajo ukaze preostalemu telesu. Toda desetletja študij so znanstvenikom omogočila, da pogledajo vzorce električne aktivnosti v možganih in sklepajo, kaj se dogaja v njih.

Miguel Nicolelis in John Chapin sta bila znanstvenika, ki sta se v devetdesetih letih prejšnjega stoletja lotila zastrašujoče naloge obratnega inženiringa možganov. Na brezčasen način so svoje raziskave začeli s podganami. Uporabili so več parov elektrod za snemanje hkratne nevronske aktivnosti na številnih lokacijah v možganih podgan. Torej, ko je podgana opravila nalogo, kot je pritisk na vzvod, da bi sprostila hrano, bi posnela vzorec nevronske aktivnosti, ki je sledila temu. Potem ko je podgana večkrat vadila ta trik, se hrana ni več sprostila, ko je podgana pritisnila na ročico. Namesto tega je podgana prejela hrano, ko je bila v podganjih možganih zaznana predhodno vzpostavljena živčna aktivnost. Kmalu je podgana ugotovila, da ji ročice sploh ni treba pritisniti. Samo pomisliti je bilo treba na pritisk in hrana bi se sprostila. V Centru za nevroinženiring Univerze Duke sta Nicolelis in Chapin prešla na usposabljanje opic z bolj zapletenimi nalogami. Do leta 2003 so opice makaki nadzorovale robotske roke samo z mislijo. Nevronski vzorci opic so bili vzpostavljeni za gibanje lastnih rok. Nato so prek računalnika, ki je bral njihove možganske podatke, lahko nadzorovali roke robota, da dosežejo, zgrabijo in premikajo predmete enako kompetentno kot z lastnimi rokami.

Trenutno se razvijajo tri različne vrste tehnologije možganskih valov. Ameriško podjetje Cyberkinetics preizkuša sistem BrainGate, ki uporablja 2-milimetrski kvadratni računalniški čip, kirurško pritrjen na možgane. Čipi berejo veliko število nevronov in prenašajo podatke prek kablov v računalnik. Pet pacientov s tetraplegikom preizkuša sistem tako, da z njim upravljajo kazalec na računalniškem zaslonu. Če bodo poskusi uspešni, naj bi sistem invalidu omogočal samo z mislijo nadzorovati protetične okončine in druge pripomočke.

Druga uporaba tehnologije možganskih valov je v računalniških igrah. Media Lab Europe na Irskem je nedavno predstavil sistem, imenovan Cerebus, ki omogoča, da se lik računalniške igre nadzoruje z mislijo. Mind Balance, igra, ki so jo ustvarili, je zelo rudimentarna: igralec nadzoruje samo nagibanje svojega lika v levo ali desno. Toda za razliko od Cyberkinetics BrainGate Cerebus ne zahteva kirurške vsaditve čipa v možgane osebe, da bi prebral njene možganske valove. Namesto tega uporablja elektroencefalografijo, ki odčitava električni izhod možganov skozi lasišče. Neinvazivna narava sistema pomeni, da ga je veliko lažje razviti v tržni izdelek.

Tretjo aplikacijo razvija ameriško podjetje Brain Fingerprinting Laboratories, ki s pomočjo vzorcev možganskih valov razkrije, kaj človek ve ali se spomni. Ko prejmemo dražljaj, ki ga prepoznamo, na primer zvok, besedo ali sliko, naši možganski valovi po 300 milisekundah skočijo na opazen vrh. Ta vrh se imenuje P300. Podjetje je s tehnologijo že preizkusilo, ali je osumljenec umora, ki je zadnjih deset let čakal na smrtno kazen v Oklahomi, prepoznal predmete s kraja zločina. Testi so pokazali, da predmetov ni prepoznal, kot bi moral morilec.

Kritike in zaskrbljenost glede tehnologij možganskih valov bodo gotovo postale glasnejše, ko znanost hitro raste in se ljudje bolj zavedajo njenih posledic. Obstajalo bo veliko aplikacij za vmesnike možgani-stroj, ki si jih še nihče ni zamislil. Toda tudi tisti, ki so trenutno v laboratorijih, odpirajo vprašanja etike, zasebnosti in prihodnosti družbe. Razvoj Cyberkinetics BrainGate in podobnih sistemov se zdi povsem dobronameren, saj ponuja edinstveno priložnost ljudem, da premagajo svoje invalidnosti. Toda vojaški umi, kot so tisti iz Agencije za napredne obrambne raziskovalne projekte (DARPA), iščejo načine, kako uporabiti to tehnologijo za ustvarjanje daljinsko vodenih in 'izboljšanih' robotov vojakov. Obstaja že nekaj raziskav, ki kažejo, da je nevronsko aktivnost – torej misli – mogoče manipulirati in brati zunaj možganov. Če se ta sposobnost v celoti razvije, obstaja veliko tveganje zlorabe.

Potek, ki ga postavlja računalniška igrica Mind Balance, prinaša tudi določene nevarnosti. Mladi so danes že zadovoljni z virtualnimi svetovi. Ali je možno, da bi lahko popolnoma delujoč vmesnik možgani-stroj razdelil družbo na tiste, ki so naklonjeni virtualni resničnosti, in tiste, ki imajo raje resnično, kot v filmu obstoj ?

In kaj je z vsiljivo naravo možganskih prstnih odtisov? Za razliko od detektorja laži ta tehnologija ne zahteva niti odgovarjanja na vprašanja. 300 milisekund, v katerih se pojavi vrhunec kontrolnega možganskega valovanja, ni dovolj časa, da bi se lastnik možganov zavedel svoje misli. Stroj ve, ali prepozna dražljaj, še preden ga prepozna. Ko se tehnologija za branje možganskih valov izboljšuje, lahko postane ogrožena zasebnost naših najbolj zasebnih stvari, naših umov.

Poleg družbenih in etičnih vidikov imajo vmesniki možgani-stroj nekaj zanimivih posledic za filozofijo duha. Problem um-telo se ukvarja s tem, kako lahko fizična entiteta, kot je telo (ali natančneje možgani), hrani nefizične stvari, kot so misli, čustva in zavest. Ali nam lahko stroji, ki znajo brati misli, kaj pomagajo pri reševanju tega starodavnega problema? Zdi se, da ne. Že nekaj časa smo sposobni opraviti osnovne odčitke 'vsebine' uma z merjenjem fizične aktivnosti v možganih. Tudi če lahko razvijemo tehnologijo, ki nam omogoča zelo natančne odčitke, še vedno izvajamo le meritve. Čista špekulacija bi bila domnevati, da bo kvantitativno povečanje naše sposobnosti branja možganov doseglo 'kritično maso' in nam dalo kvalitativno drugačen dojemanje problema duha in telesa.

Kaj pa dva sorodna problema empatije in drugih umov? Če so naši stroji sposobni razkriti vsebino uma z vedno večjo ločljivostjo – dokler ne moremo natančno določiti najmanjše spremembe v mislih ali čustvih – ali bomo kaj bližje potrditvi, da drugi ljudje čutijo in mislijo tako kot mi? Ali lahko premagamo kartezijanskega demona in dokažemo, da obstajajo drugi umi? Preprost miselni poskus lahko osvetli oba problema. Recimo, da napredek s tehnologijo možganskega stroja doseže točko, ko imamo stroj, ki lahko bere vsebino človeških možganov s polno natančnostjo. Predpostavimo nadalje, da razvijamo tudi obratno tehnologijo, dokler ne dobimo stroja, ki lahko prenese katero koli misel v človekove možgane. To bi lahko nato uporabili kot dvosmerno komunikacijsko napravo med dvema osebama, recimo Hectorjem in Anito (glej Članek ), ki bi se nato lahko sporazumevali brez uporabe govora, pisanja ali katerega koli drugega navzven vidnega sredstva. Ali bi ti dve osebi lahko potrdili obstoj umov drug drugega? Mamljivo je tako misliti. Toda Descartesov demon ni bil povsem premagan. Stroj, ki deluje kot medij, morda preslepi Hectorja, da misli, da Anitin um obstaja, ali obratno. Morda ni nič bolj zanesljiv kot bolj običajni mediji – zvočni in svetlobni valovi –, ki jih uporabljamo za komunikacijo.

Toda če Anita domneva, da Hectorjev um obstaja, ali ji naprava omogoča, da s popolno natančnostjo spozna njegove misli in občutke? Sprva je to videti obetavno. Naše razumevanje drugih ljudi je običajno omejeno z jezikom, v katerem komuniciramo. Različni ljudje uporabljajo iste besede na subtilno različne načine in tudi če besedo uporabljajo na enak način, obstajajo omejitve glede odtenkov pomena, ki jih lahko prenese. V našem miselnem eksperimentu jezik zaobidemo, saj Hectorjevi občutki in čustva generirajo ustrezne občutke in čustva v Aniti. Ali to ne omogoča Aniti vedeti točno kako se počuti Hector?

Pri tem sta dve težavi. Prvič, ne glede na to, kako dobra je tehnologija, mora stroj, ki bere Hectorjeve možgane, na nek način kodirati informacije, da jih posreduje stroju, ki ustvarja misli in občutke v Anitinih možganih. Koda, kakršna koli že je, je druga vrsta jezika in je zato neizogibno nagnjena k izkrivljanju in dvoumnostim naravnega jezika. Drugič, tudi če temu ne bi bilo tako, je dejstvo, da je Anitin um drugačen od Hectorjevega in samo to zagotavlja, da reprodukcija električnih impulzov v Hectorjevih možganih Aniti ne bo dala popolnega znanja o Hectorjevih čustvih.

Ne zgodi se vsak dan, da znanost razkrije globine našega obstoja, za katere menimo, da so temeljne in potrebujejo filozofsko raziskovanje. V 20. stoletju se je to zgodilo z jedrsko fiziko, nato pa spet s kvantno mehaniko. Morda se bo kmalu spet zgodilo s kognitivno znanostjo in vmesniki možgani-stroj. Kako se bomo pripravili na ta dan, je za razmislek.

Bora Dogan je študiral filozofijo v Londonu in novinarstvo na univerzi Columbia ter je spletni urednik Filozofija zdaj .