Pierwsza społeczna sieć mózgów pozwala trzem osobom na przekazywanie myśli sobie nawzajem

Zdolność do wysyłania myśli bezpośrednio do mózgu innej osoby to rzecz science fiction. Przynajmniej kiedyś tak było.

W ostatnich latach fizycy i neuronaukowcy opracowali arsenał narzędzi, które mogą wyczuwać pewne rodzaje myśli i przekazywać o nich informacje do innych mózgów. To sprawiło, że komunikacja między mózgami stała się rzeczywistością.

Narzędzia te obejmują elektroencefalogramy (EEG), które rejestrują aktywność elektryczną w mózgu, oraz przezczaszkową stymulację magnetyczną (TMS), która może przekazywać informacje do mózgu.

W 2015 roku Andrea Stocco i jego koledzy z University of Washington w Seattle wykorzystali ten sprzęt do połączenia dwóch osób za pośrednictwem interfejsu mózg-mózg. Następnie ludzie grali w grę typu 20 pytań.

Oczywistym następnym krokiem jest umożliwienie kilku osobom dołączenia do takiej rozmowy, a dziś Stocco i jego koledzy ogłosili, że osiągnęli to za pomocą pierwszej na świecie sieci łączącej mózg z mózgiem. Sieć, którą nazywają BrainNet, pozwala małej grupie na wspólną grę w stylu Tetris. Nasze wyniki zwiększają możliwość przyszłych interfejsów mózg-mózg, które umożliwią wspólne rozwiązywanie problemów przez ludzi za pomocą „sieci społecznościowej” połączonych mózgów.

Technologia sieci jest stosunkowo prosta. EEG mierzą aktywność elektryczną mózgu. Składają się z wielu elektrod umieszczonych na czaszce, które mogą wychwycić aktywność elektryczną mózgu.

Kluczowym pomysłem jest to, że ludzie mogą stosunkowo łatwo zmienić sygnały, które wytwarza ich mózg. Na przykład sygnały mózgowe mogą łatwo zostać przeniesione z zewnętrznymi. Tak więc obserwowanie światła migającego z częstotliwością 15 Hz powoduje, że mózg emituje silny sygnał elektryczny o tej samej częstotliwości. Przestawienie uwagi na światło migające z częstotliwością 17 Hz zmienia częstotliwość sygnału mózgowego w taki sposób, że EEG może stosunkowo łatwo wykryć.

TMS manipuluje aktywnością mózgu, indukując aktywność elektryczną w określonych obszarach mózgu. Na przykład impuls magnetyczny skoncentrowany na korze potylicznej wywołuje wrażenie widzenia błysku światła, znanego jako phosphene.

Razem te urządzenia umożliwiają wysyłanie i odbieranie sygnałów bezpośrednio do iz mózgu. Ale nikt nie stworzył sieci, która umożliwia komunikację grupową. Do teraz.

Stocco i jego koledzy stworzyli sieć, która pozwala trzem osobom wysyłać i odbierać informacje bezpośrednio do ich mózgów. Mówią, że sieć jest łatwo skalowalna i ograniczona jedynie dostępnością urządzeń EEG i TMS.

Sieć typu „proof-of-principle” łączy trzy osoby: dwóch nadawców i jedną osobę zdolną do odbierania i nadawania, wszyscy w oddzielnych pomieszczeniach i niezdolni do konwencjonalnej komunikacji. Grupa musi wspólnie rozwiązać grę w stylu Tetris, w której spadający klocek musi zostać obrócony tak, aby zmieścił się w polu na dole ekranu.

Obaj nadawcy, noszący EEG, widzą cały ekran. Gra została zaprojektowana tak, aby kształt opadającego bloku pasował do dolnego rzędu, jeśli jest obrócony o 180 stopni lub jeśli nie jest obrócony. Nadawcy muszą zdecydować, które i przekazać informację do trzeciego członka grupy.

Aby to zrobić, zmieniają sygnał wytwarzany przez ich mózg. Jeśli EEG odbiera sygnał 15 Hz z ich mózgów, przesuwa kursor w prawą stronę ekranu. Gdy kursor dotrze do prawej strony, urządzenie wysyła sygnał do odbiornika, aby obrócić klocek.

Nadawcy mogą kontrolować swoje sygnały mózgowe, wpatrując się w diody LED po obu stronach ekranu — jedna miga z częstotliwością 15 Hz, a druga z częstotliwością 17 Hz.

Odbiornik, podłączony do EEG i TMS, ma inne zadanie. Odbiornik widzi tylko górną połowę ekranu Tetris, a więc widzi blok, ale nie widzi, jak powinien być obracany. Jednak odbiornik odbiera sygnały za pośrednictwem TMS od każdego nadawcy, mówiące albo obracaj się, albo nie obracaj.

Sygnały składają się z pojedynczego phosphene, który wskazuje, że blok musi zostać obrócony lub nie ma błysku światła, aby wskazać, że nie powinien być obracany. Tak więc szybkość transmisji danych jest niska — tylko jeden bit na interakcję.

Po otrzymaniu danych od obu nadawców, odbiorca wykonuje akcję. Ale co najważniejsze, gra pozwala na kolejną rundę interakcji.

Nadawcy widzą spadający blok, dzięki czemu mogą określić, czy odbiorca wykonał właściwe połączenie i przekazywać następny kierunek działania — obrócony lub nie — w kolejnej rundzie komunikacji.

To pozwala naukowcom na zabawę. W niektórych próbach celowo zmieniają informacje od jednego nadawcy, aby sprawdzić, czy odbiorca może zdecydować, czy je zignorować. Wprowadza to element błędu, który często znajduje odzwierciedlenie w rzeczywistych sytuacjach społecznych.

Ale pytanie, które badają, dotyczy tego, czy ludzie mogą wymyślić, co zrobić, gdy szybkości przesyłania danych są tak niskie. Okazuje się, że ludzie, będąc zwierzętami społecznymi, potrafią odróżnić informacje prawidłowe od fałszywych przy użyciu samego protokołu „mózg-mózg”.

To interesująca praca, która toruje drogę dla bardziej złożonych sieci. Zespół twierdzi, że informacje są przesyłane przez specjalnie przygotowaną sieć między trzema pomieszczeniami w ich laboratoriach. Nie ma jednak powodu, dla którego sieć nie mogłaby zostać rozszerzona o Internet, umożliwiając współpracę uczestnikom z całego świata.

Oparty na chmurze serwer interfejsu mózg-mózg może kierować transmisją informacji między dowolnym zestawem urządzeń w sieci interfejsu mózg-mózg i umożliwić jego globalną obsługę za pośrednictwem Internetu, umożliwiając w ten sposób interakcje między mózgami w chmurze w skali globalnej , mówią Stocco i jego koledzy. Poszukiwanie takich interfejsów mózg-mózg może nie tylko otworzyć nowe granice w ludzkiej komunikacji i współpracy, ale także zapewnić nam głębsze zrozumienie ludzkiego mózgu.

Fascynujące rzeczy!

Nr ref.: arxiv.org/abs/1809.08632 : BrainNet: wieloosobowy interfejs typu mózg-mózg do bezpośredniej współpracy między mózgami

ukryć