Komputer sterowany mózgiem?

Wyjść z piekła zamknięcia
Czy sterowanie urządzeniami tylko za pomocą mózgu, bez pośrednictwa mięśni, to science fiction czy teraźniejszość?
Interfejsy mózg - komputer są wciąż skomplikowaną, względnie drogą i trudną w stosowaniu technologią.
Mike Agliolo/Photo Researchers RM/Getty Images

Interfejsy mózg - komputer są wciąż skomplikowaną, względnie drogą i trudną w stosowaniu technologią.

Komunikacja między ludźmi i sterowanie urządzeniami opierają się na działaniu mięśni: klikanie myszką, pisanie na klawiaturze, mowa, gesty, mruganie... Gdy tracimy kontrolę nad mięśniami, tracimy możliwość komunikacji. Taką sytuację potrafimy sobie wyobrazić tylko jako stan przejściowy, coś w rodzaju chwilowej niedyspozycji. Ale są ludzie, dla których jest to okrutna codzienność. W skrajnym przypadku stanu całkowitego zamknięcia, do którego prowadzą choroby neurodegeneracyjne, jedynym sposobem komunikacji może być interfejs mózg–komputer. Aby zrozumieć jego działanie, przypomnijmy najpierw, co wiemy o działaniu mózgu.

Wiemy, że mózg składa się z niecałych 100 mld komórek zwanych neuronami. Pobudzenie elektryczne jednego neuronu propaguje się przez synapsy do dziesiątków tysięcy bliższych lub dalszych sąsiadów. Jeśli do neuronu dotrze tą drogą wystarczająco dużo pobudzeń, wygeneruje on potencjał, który też rozchodzi się przez dziesiątki tysięcy synaps... i tak dalej. Znamy i rozumiemy równania opisujące propagację tych potencjałów.

Nie wiemy, jak w tym kłębku wzajemnie pobudzających się komórek rodzą się świadomość i uczucia, ba, nawet sterowanie ruchem ludzkiej ręki jest dla nas wciąż niedoścignionym wzorem.

Co umiemy?

Potrafimy mierzyć potencjały neuronów wewnątrz mózgu – ale wymaga to wtyczki podobnej do tej z filmu „Matrix”, więc wygodniej mierzyć średnie potencjały docierające do powierzchni głowy. I to jest właśnie elektroencefalogram, czyli EEG. Od ponad 80 lat badamy EEG, aby dowiedzieć się czegoś o funkcjonowaniu mózgu, ale postęp jest powolny. Dlaczego?

Spróbujmy sobie wyobrazić podobne do EEG badanie, w którym pacjentem będzie komputer. Zmierzymy średnie pole elektryczne wokół centralnej jednostki komputera – na szczęście procesor, podobnie jak mózg, też działa „na prąd”. Co zobaczymy w takim sygnale? Na pewno zauważymy brak pola, kiedy komputer jest wyłączony. Podobnie w EEG – złośliwi twierdzą, że najlepiej sprawdza się w diagnozie śmierci klinicznej.

Im intensywniej będzie działał komputer, tym mierzone pole będzie silniejsze. Trudno jednak na tej podstawie stwierdzić, czy komputer odtwarza wideo czy wykonuje obliczenia naukowe. Chyba że potencjały pojawiają się głównie w okolicy koprocesora, odpowiedzialnego za obliczenia zmiennoprzecinkowe. Ale co konkretnie jest liczone? Znów trudno powiedzieć. Chyba że zaobserwujemy jakieś charakterystyczne dla danego rodzaju obliczeń cykle... W każdym razie z „badania” pola elektrycznego wokół procesora nie odczytamy dokładnie, co robi komputer. Podobnie w EEG poruszamy się trochę na ślepo. Potrafimy skojarzyć pewne typy cyklicznej aktywności pojawiające się w EEG ze stadiami snu czy napadami epileptycznymi, ale nie potrafimy odczytać myśli. Jak w tej sytuacji sterować komputerem za ich pomocą?

Znamy kilka prostych zjawisk, związanych z reakcją mózgu na różne bodźce. Na przykład widoczne w zapisie EEG potencjały wywołane zależą od tego, jak bardzo konkretny bodziec przykuwa naszą uwagę. Pokazane w serii fotografii zdjęcie miejsca zbrodni może wywołać silniejszy potencjał u mordercy, który zeznaje, że nigdy tego miejsca nie widział.

Czytaj także

Co nowego w nauce?

W nowej POLITYCE

Zobacz pełny spis treści »

Poleć stronę

Zamknij
Facebook Twitter Google+ Wykop Poleć Skomentuj

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną