|
Телепатия. Сможем ли мы когда-нибудь передавать друг другу мысли?
Чтобы придумать, как читать мысли, сперва нужно понять, что такое «мысль» в принципе. Все процессы в нашем организме управляются мозгом: дыхание, пищеварение, движение, эмоции.
Пирамидный нейрон коры головного мозга мыши, экспрессирующий зелёный флуоресцентный белок (GFP)
Источник: Wikipedia
Разные области мозга отвечают за разную активность. В одной его части находится информация о том, как вашему телу держать равновесие, в другой содержится ваше ощущение вкуса, умение узнавать звуки и память о знакомой вам музыке хранятся в третьей части. И каждый раз, когда вы будете думать на определенную тему, соответствующая область мозга будет вспыхивать электрическими сигналами. Так, может быть, мы способны считать эти сигналы?
«Мы действительно можем грубо считывать содержание мыслей, — рассказала «Научной России» нейрофизиолог Ольга Евгеньевна Сварник. — Для этого существуют два метода. Первый подразумевает использование микроэлектродов, которые регистрируют активность отдельных нейронов и групп, связанных с какими-то образами.
Так, например, если мы знаем, что в вашем мозге некая область отвечает за знание о Мэрилин Монро, то с помощью технологий мы можем регистрировать, когда вы думаете именно о ней. Посредством этого же метода у больных эпилепсией можно отследить очаги их болезни.
Второй способ — магнитно-резонансная томография. Там нельзя регистрировать отдельные нейроны, а можно только собирать грубую картинку активности ткани мозга. Сделать это удается благодаря тому, что мы можем отследить активизацию разных областей по усилению потребления кислорода. Но информации этот метод дает совсем немного».
Хотя у технологий считывания мозговой активности все еще есть пространство для роста и совершенствования, проблема реализации настоящей «телепатии» все же заключается не в качестве оборудования. Чтобы считать мысль о Мэрилин Монро, нужно сначала понять, как она «выглядит». Даже современные компьютеры нужно долго и упорно обучать на материале мыслей конкретного человека, чтобы они научились распознавать то, о чем он думает.
Попытки нейросети восстанавливать картинку, которую представляет человек.
«Чтобы считывать мысли человека, необходимо сперва понять “алфавит” его мозга, его знаний и опыта. Это сложно сделать, и именно это накладывает ограничения на “помещение” мыслей в чью-то голову. Чтобы поместить в мозг что-то, необходимо понимать, на каком “языке” он говорит. И у всех людей этот язык будет в чем-то да отличаться.
Да, есть шанс того, что “буква в алфавите” совпадет у нескольких, если она касается опыта, который делит определенная культура целиком: например, многие люди одинаково воспринимают слово “мяч”. Но чем старше мы становимся, тем в большей степени расходимся в своем опыте. Даже такое простое понятие, как “кошка”, будет по-разному выглядеть в разуме владельца кошки, ветеринарного врача и человека, который никогда не содержал домашнее животное», — объяснила О. Е. Сварник.
В теории поместить мысль в чей-то разум действительно возможно. Еще в прошлом веке ученым удалось во время операций на человеческом мозге, стимулируя разные его области, вызывать у пациентов возвращение давно забытых воспоминаний или видения бабочек. Все эти результаты, однако, имели случайный характер. И сейчас, хотя ученые все ближе и ближе подбираются к реальному чтению мыслей и передаче их на расстоянии, это остается нерешенной задачей.
В 2017 г., например, исследователи из Университета Карнеги — Меллона смогли разбить сложные мысли человека на простые составляющие, такие как описание своих действий или состояния: «личность», «размер», «действие» и другие. Добровольцы произносили про себя определенные фразы, обучая нейросеть, и в итоге та начинала понимать общее смысловое намерение: так, предложение «Гигантский тролль заговорил» нейросеть расшифровывала по данным МРТ как схему «размер — личность — действие».
Аппарат для ТМС
Источник: healthinform
Кроме работ по считыванию сигналов мозга, идут исследования и по «помещению» сигналов в мозг. Делать это можно с помощью аппаратов транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС). Такие устройства создают вокруг головы магнитное поле, позволяющее без хирургического вмешательства повысить электрическую активность зоны мозга под ними. Пока в рамках исследований речь обычно идет об областях, связанных с моторикой. ТМС может стимулировать движение руки, ноги или даже одного пальца.
Как же можно применить телепатическую технологию? В первую очередь для помощи людям, лишенным возможности общаться иным способом. Кроме того, считывая сигналы мозга, направленные на моторику, можно управлять различными устройствами, даже искусственными конечностями. Возможности нашего мозга безграничны, как и наша фантазия, а значит и технологии в теории способны почти на что угодно. Но пока мозг и его принципы работы не будут нам понятны до конца, телепатия будет оставаться лишь необычным способом использования громоздкого и дорогого оборудования.
Изображение: «I was too shy to speak», Pavel Bank
Исследование демонстрирует «мысленную» коммуникацию у людей
В ходе исследования, которое впервые установило возможность прямой коммуникации «мозг-мозг», международная группа исследователей успешно продемонстрировала возможность неинвазивного передавать мысль от одного человека к другому на расстоянии 5000 миль, при этом ни один из них не должен говорить или писать.
Действительно, в статье о работе, опубликованной в PLOS ONE , авторы утверждают, что то, что показывает исследование, вероятно, следует назвать передачей «от разума к разуму», а не «от мозга к мозгу», потому что « как происхождение, так и цель сообщения связаны с сознательной деятельностью субъектов».
В качестве эквивалента обмена мгновенными сообщениями «мозг-мозг» исследование показывает, как международная группа нейробиологов и инженеров-робототехников использовала различные «нейротехнологии» для отправки сообщений через Интернет между неповрежденными скальпами двух людей на расстояние более 5000 миль. обособленно – один в Индии, а другой во Франции.
В команду входили сотрудники Медицинского центра Бет Исраэль Диаконисс (BIDMC), преподавательского отделения Гарвардской медицинской школы (HMC) в Бостоне, Массачусетс, Starlab Barcelona в Испании и Axilum Robotics в Страсбурге, Франция.
Соавтор Альваро Паскуаль-Леоне, директор Центра неинвазивной стимуляции мозга Беренсона-Аллена в BIDMC и профессор неврологии HMC, объясняет, как они хотели выяснить, можно ли отправлять сообщения между двумя людьми, считывая мозг из одного в другой, и делать это на большом расстоянии, используя существующие каналы связи:
говорить или печатать часть Интернета и устанавливать прямое мозговое общение между субъектами, находящимися далеко друг от друга в Индии и Франции?»
И они доказали, что ответ на их вопрос был «Да».
Команда решила передать мысли из Индии во Францию, используя две мозговые технологии, связанные компьютерным мозговым интерфейсом через Интернет: электроэнцефалограмму (ЭЭГ) и транскраниальную магнитную стимуляцию (ТМС) с помощью робота и под визуальным контролем.
Поделиться на PinterestКоманда считает, что полученные результаты являются важным шагом на пути к изучению возможности общения от мысли к мысли без использования языка или жестов.Предыдущие исследования уже показали, что у человека может быть сознательная мысль о движении руки или ноги, и эта мысль может быть передана через взаимодействие мозга и компьютера на основе ЭЭГ на компьютер, который передает ее роботу, который двигает конечностью или ногой. управляет инвалидной коляской.
Но это новое исследование продвигает этот этап дальше, добавляя второй человеческий мозг к другому концу системы связи.
Исследователи привлекли четырех здоровых добровольцев в возрасте от 28 до 50 лет для участия в ряде экспериментов. Один был отправителем – базировался в Индии, а трое других были получателями сообщений и должны были их понимать – они базировались во Франции.
ЭЭГ уловила «мысли» отправителя — приветствие «hola» (что означает «привет» на каталанском или испанском) или «ciao» («привет» или «до свидания» на итальянском), — которые затем были присвоены к интерфейсу мозг-компьютер для отправки в виде двоичного кода по электронной почте из Индии во Францию. Во Франции компьютерно-мозговой интерфейс преобразовывал мысли в сигналы, которые передавались через скальпы приемников в виде неинвазивной стимуляции мозга с помощью роботизированной ТМС.
Приемники воспринимали стимуляцию мозга как «фосфены» — вспышки света на периферии зрения. Вспышки появлялись в числовых последовательностях, которые получатели затем могли декодировать в сообщения.
Команда провела аналогичные эксперименты между Испанией и Францией. Окончательные результаты показали, что частота ошибок составляет всего 15 %, из них 5 % на отправляющей стороне и 11 % на принимающей стороне.
Профессор Паскуаль-Леоне говорит, что благодаря передовым прецизионным нейротехнологиям, а именно беспроводной ЭЭГ на передающем конце и роботизированной ТМС на принимающем конце, они напрямую и неинвазивно передавали мысли от одного человека к другому, без них. говорить или писать, и добавляет:
«Это само по себе является замечательным шагом в человеческом общении, но возможность сделать это на расстоянии в тысячи миль является критически важным доказательством принципа развития связи между мозгом».
Команда считает, что полученные результаты являются важным шагом на пути к изучению возможности общения от ума к сознанию без использования языка или жестов.
Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) — относительно новый метод безболезненной стимуляции клеток головного мозга. В 2011 году исследователи описали в двух исследованиях, как они обнаружили, что активность различных типов клеток мозга изменяется с различными паттернами ТМС.
Первая «социальная сеть» мозгов позволяет трем людям передавать мысли друг другу в головы
Люди и технологии
BrainNet позволяет совместно решать проблемы, используя прямую связь между мозгами.
Автор:
- Emerging Technology со страницы arXivarchive
29 сентября 2018 г.
Способность посылать мысли прямо в мозг другого человека является предметом научной фантастики. По крайней мере, так было раньше.
В последние годы физики и нейробиологи разработали арсенал инструментов, способных улавливать определенные виды мыслей и передавать информацию о них в другие мозги. Это сделало общение между мозгами реальностью.
Эти инструменты включают электроэнцефалограммы (ЭЭГ), которые регистрируют электрическую активность в головном мозге, и транскраниальную магнитную стимуляцию (ТМС), которая может передавать информацию в мозг.
В 2015 году Андреа Стокко и его коллеги из Вашингтонского университета в Сиэтле использовали это устройство, чтобы соединить двух людей через интерфейс «мозг-мозг». Затем люди играли в игру типа 20 вопросов.
Очевидный следующий шаг — позволить нескольким людям присоединиться к такому разговору, и сегодня Стокко и его коллеги объявили, что они добились этого с помощью первой в мире сети «мозг-мозг». Сеть, которую они называют BrainNet, позволяет небольшой группе играть в совместную игру, похожую на тетрис. «Наши результаты повышают вероятность будущих интерфейсов «мозг-мозг», которые позволят людям совместно решать проблемы, используя «социальную сеть» объединенных мозгов», — говорят они.
Технология сети относительно проста. ЭЭГ измеряют электрическую активность мозга. Они состоят из нескольких электродов, размещенных на черепе, которые могут улавливать электрическую активность в мозге.
Ключевая идея заключается в том, что люди могут относительно легко изменять сигналы, которые производит их мозг. Например, сигналы мозга могут легко увлечься внешними сигналами. Таким образом, наблюдение за светом, мигающим с частотой 15 герц, заставляет мозг излучать сильный электрический сигнал на той же частоте. Переключение внимания на свет, мигающий с частотой 17 Гц, изменяет частоту сигнала мозга таким образом, что ЭЭГ может относительно легко определить.
ТМС манипулирует активностью мозга, индуцируя электрическую активность в определенных областях мозга. Например, магнитный импульс, сфокусированный на затылочной коре, вызывает ощущение вспышки света, известного как фосфен.
Вместе эти устройства позволяют отправлять и получать сигналы непосредственно в мозг и из него. Но никто не создал сеть, позволяющую групповое общение. До настоящего времени.
Стокко и его коллеги создали сеть, которая позволяет трем людям отправлять и получать информацию прямо в свой мозг. Они говорят, что сеть легко масштабируется и ограничивается только наличием устройств ЭЭГ и ТМС.
Сеть с доказательством принципа объединяет трех человек: двух отправителей и одного человека, способного получать и передавать, все они находятся в разных комнатах и не могут общаться обычным образом. Группе предстоит решить игру, похожую на тетрис, в которой падающий блок нужно повернуть так, чтобы он занял свободное место в нижней части экрана.
Оба отправителя с ЭЭГ могут видеть на весь экран. Игра разработана таким образом, что форма опускающегося блока помещается в нижний ряд, если он повернут на 180 градусов или если он не повернут. Отправители должны решить, какой именно, и передать информацию третьему члену группы.
Для этого они изменяют сигнал, который производит их мозг. Если ЭЭГ улавливает сигнал частотой 15 Гц от их мозга, она перемещает курсор в правую часть экрана. Когда курсор достигает правой стороны, устройство отправляет сигнал приемнику, чтобы повернуть блок.
Отправители могут управлять сигналами своего мозга, глядя на светодиоды по обеим сторонам экрана — один мигает с частотой 15 Гц, а другой — с частотой 17 Гц.
Приемник, подключенный к ЭЭГ и ТМС, выполняет другую задачу. Получатель может видеть только верхнюю половину экрана Tetris, поэтому он может видеть блок, но не то, как он должен вращаться. Однако получатель получает сигналы через TMS от каждого отправителя, говорящие либо «повернуть», либо «не повернуть».
Сигналы состоят из одного фосфена, чтобы указать, что блок должен быть повернут, или без вспышки света, чтобы указать, что его не следует вращать. Таким образом, скорость передачи данных низкая — всего один бит на взаимодействие.
Получив данные от обоих отправителей, получатель выполняет действие. Но самое главное, игра допускает еще один раунд взаимодействия.
Отправители могут видеть, как падает блок, и поэтому могут определить, правильно ли поступил вызов от получателя, и передать следующий план действий — чередовать или нет — в другом раунде связи.
Это позволяет исследователям немного повеселиться. В некоторых испытаниях они намеренно изменяют информацию от одного отправителя, чтобы посмотреть, сможет ли получатель решить, игнорировать ли ее. Это вносит элемент ошибки, часто отражающийся в реальных социальных ситуациях.
Но вопрос, который они исследуют, заключается в том, могут ли люди решить, что делать, когда скорость передачи данных так низка. Оказывается, люди, будучи социальными животными, могут различать правильную и ложную информацию, используя только протокол обмена данными между мозгом.
Это интересная работа, которая прокладывает путь к более сложным сетям. Команда говорит, что информация распространяется по специальной сети, созданной между тремя комнатами в их лабораториях. Однако нет никаких причин, по которым сеть не может быть расширена до Интернета, что позволит участникам со всего мира сотрудничать.
«Облачный сервер интерфейса «мозг-мозг» может направлять передачу информации между любым набором устройств в сети интерфейса «мозг-мозг» и сделать ее глобально управляемой через Интернет, тем самым обеспечивая облачное взаимодействие между мозгами на глобальном масштабе», — говорят Стокко и его коллеги. «Поиск таких интерфейсов «мозг-мозг» может не только открыть новые границы в человеческом общении и сотрудничестве, но и дать нам более глубокое понимание человеческого мозга».
Увлекательная штука!
Ссылка: arxiv.