בדיוק כפי שיוונים קדומים פינטזו על טיסה עולה, כך דמיונם של היום חולמים על מוחות ומכונות ממיסים כתרופה לבעיה המצוקה של התמותה האנושית. האם המוח יכול להתחבר ישירות לבינה מלאכותית, רובוטים ומוחות אחרים באמצעות טכנולוגיות ממשק מוח-מחשב (BCI) כדי לעבור את המגבלות האנושיות שלנו?
תוכן קשור
- כיצד מכונת ההוספה הראשונה של אמריקה קשורה ל'ארוחת צהריים עירומה '
במהלך 50 השנים האחרונות, חוקרים במעבדות אוניברסיטאות וחברות ברחבי העולם התקדמו בצורה מרשימה לקראת השגת חזון כזה. לאחרונה, יזמים מצליחים כמו אלון מאסק (Neuralink) ובריאן ג'ונסון (Kernel) הודיעו על סטארט-אפים חדשים שמבקשים לשפר את היכולות האנושיות באמצעות ממשק מחשב ומוח.
כמה קרובים אנו באמת לחיבור המוח שלנו לטכנולוגיות שלנו בהצלחה? ומה עשויות להיות ההשלכות כאשר המוח שלנו מחובר לחשמל?
מקורות: שיקום ושיקום
אב פץ, חוקר כאן במרכז להנדסת עצבים סנסוריים (CSNE), הוא אחד החלוצים המוקדמים ביותר לחיבור מכונות למוחות. בשנת 1969, לפני שהיו אפילו מחשבים אישיים, הוא הראה כי קופים יכולים להגביר את אותות המוח שלהם כדי לשלוט על מחט שזזה על חיוג.
חלק ניכר מהעבודה האחרונה בנושא רכיבי BCI נועדה לשפר את איכות חייהם של אנשים המשותקים או עם מוגבלות מוטורית קשה. יתכן שראית כמה הישגים אחרונים בחדשות: חוקרים מאוניברסיטת פיטסבורג משתמשים באותות שהוקלטו בתוך המוח כדי לשלוט בזרוע רובוטית. חוקרי סטנפורד יכולים לחלץ את כוונות התנועה של חולים משותקים מאותות המוח שלהם, ומאפשרים להם להשתמש בטאבלט באופן אלחוטי.
באופן דומה, כמה תחושות וירטואליות מוגבלות ניתנות לשלוח חזרה למוח, על ידי העברת זרם חשמלי בתוך המוח או לפני השטח של המוח.
מה לגבי חושי הראייה והצליל העיקריים שלנו? גרסאות מוקדמות מאוד של עיניים ביוניות עבור אנשים עם ליקוי ראייה קשה נפרסו באופן מסחרי, וגרסאות משופרות עוברות כעת ניסויים אנושיים. שתלים שבלוליים, לעומת זאת, הפכו לאחד מהשתלים הביוניים המוצלחים והשכיחים ביותר - למעלה מ- 300, 000 משתמשים ברחבי העולם משתמשים בשתלים לשמיעה.
ממשק מחשב-כיווני דו-כיווני (BBCI) יכול להקליט אותות מהמוח ולשלוח מידע חזרה למוח באמצעות גירוי. (המרכז להנדסת עצבים סנסורית (CSNE), CC BY-ND) ה- BCIs המתוחכמים ביותר הם BCIs דו-כיווניים (BBCIs), שיכולים לתעד גם את מערכת העצבים וגם לעורר אותם. במרכזנו, אנו בוחנים BBCIs ככלי שיקומי חדש רדיקלי לפגיעה בשבץ ובחוט השדרה. הראנו שאפשר להשתמש ב- BBCI לחיזוק קשרים בין שני אזורי מוח או בין המוח לחוט השדרה, ולניתוב מידע סביב אזור של פגיעה בכדי לשקם את הגפה המשותקת.
עם כל ההצלחות הללו עד כה, אתם עשויים לחשוב שממשק מחשב ומוח מתוכנן להיות הגאדג'ט הצרכני הבא שצריך.
עדיין ימים מוקדמים
רשת אלקטרוקורטיקוגרפיה, המשמשת לאיתור שינויים חשמליים על פני המוח, נבדקת כמאפיינים חשמליים. (המרכז להנדסת עצבים סנסורית, CC BY-ND) אך מבט קפדני על כמה מההפגנות ה- BCI הנוכחיות מגלה שיש לנו עדיין דרך ללכת: כאשר אנשי ה- BCI מייצרים תנועות, הם הרבה יותר איטית, פחות מדויקת ופחות מורכבת ממה שאנשים בעלי יכולת גופנית עושים בקלות כל יום בגפיים. עיניים ביוניות מציעות חזון ברזולוציה נמוכה מאוד; שתלים שבלוליים יכולים לשאת אלקטרונית מידע על דיבור מוגבל, אך מעוותים את חוויית המוסיקה. וכדי לגרום לכל הטכנולוגיות הללו לעבוד, יש להשתיל אלקטרודות בניתוח - סיכוי שרוב האנשים כיום לא ישקלו בו.
עם זאת, לא כל ה- BCI הם פולשניים. קיימים BCI לא פולשניים שאינם דורשים ניתוח; הם מבוססים בדרך כלל על הקלטות חשמליות (EEG) מהקרקפת ושימשו להפגנת שליטה על סמנים, כסאות גלגלים, זרועות רובוטיות, מל"טים, רובוטים הומנואידים ואפילו תקשורת מוח-מוח.
אבל כל ההדגמות הללו היו במעבדה - שם החדרים שקטים, נבדקי המבחן לא מוסחים, ההתקנה הטכנית ארוכה ושיטתית, והניסויים נמשכים מספיק זמן כדי להראות שקונספט אפשרי. התברר שקשה מאוד להפוך את המערכות הללו למהירות וחזקות מספיק כדי להיות יעילות לשימוש מעשי בעולם האמיתי.
אפילו באלקטרודות שהושתלו, בעיה נוספת עם ניסיון לקרוא מחשבות נובעת מאופן הבניית המוח שלנו. אנו יודעים שכל נוירון ואלפי שכניהם המחוברים יוצרים רשת גדולה ומשתנה באופן בלתי נתפס. מה המשמעות של זה למעברי עצבים?
תאר לעצמך שאתה מנסה להבין שיחה בין קבוצה גדולה של חברים על נושא מורכב, אך מותר לך להקשיב רק לאדם בודד. יתכן שתוכלו להבין את הנושא המחוספס מאוד של מה השיחה עוסקת, אך בהחלט לא את כל הפרטים והניואנסים של הדיון כולו. מכיוון שאפילו השתלים הטובים ביותר שלנו רק מאפשרים לנו להקשיב לכמה טלאים קטנים של המוח בכל פעם, אנו יכולים לעשות כמה דברים מרשימים, אך אנו כמעט ולא מבינים את השיחה המלאה.
יש גם את מה שאנחנו חושבים עליו כמחסום שפה. נוירונים מתקשרים זה עם זה באמצעות אינטראקציה מורכבת של אותות חשמליים ותגובות כימיות. ניתן לפרש את השפה האלקטרו-כימית המקומית הזו באמצעות מעגלי חשמל, אבל זה לא קל. באופן דומה, כשאנחנו מדברים אל המוח באמצעות גירוי חשמלי, זה עם "מבטא" חשמלי כבד. זה מקשה על העצבים להבין מה הגירוי מנסה להעביר באמצע כל הפעילות העצבית המתמשכת האחרת.
לבסוף, יש את בעיית הנזק. רקמת המוח רכה וגמישה, בעוד שרוב החומרים המוליכים החשמליים שלנו - החוטים המתחברים לרקמת המוח - נוטים להיות מאוד נוקשים. משמעות הדבר היא כי האלקטרוניקה המושתלת גורמת לעיתים קרובות לצלקות ולתגובה חיסונית, ומשמעות הדבר היא שהשתלים מאבדים יעילות לאורך זמן. סיבים ומערכים ביו תואמים גמישים עשויים לסייע בסופו של דבר בהקשר זה.
התאמה משותפת, משותפת
למרות כל האתגרים הללו, אנו אופטימיים לגבי עתידנו הביוני. BCIs לא צריכים להיות מושלמים. המוח הוא אדפטיבי להפליא ומסוגל ללמוד להשתמש ב- BCIs באופן הדומה לאופן בו אנו לומדים מיומנויות חדשות כמו נהיגה במכונית או שימוש בממשק למסך מגע. באופן דומה המוח יכול ללמוד לפרש סוגים חדשים של מידע חושי גם כאשר הוא מועבר באופן לא פולשני באמצעות, למשל, פולסים מגנטיים.
בסופו של דבר, אנו מאמינים ש- BCI כיווני דו-כיווני "משותף", בו האלקטרוניקה לומדת עם המוח ומשוחחת עם המוח כל הזמן בתהליך הלמידה, עשויה להתגלות כצעד הכרחי לבניית הגשר העצבי. בניית BCIs דו כיוונית כה-אדפטיבית היא מטרת המרכז שלנו.
אנו נרגשים באותה מידה מההצלחות האחרונות בטיפול ממוקד במחלות כמו סוכרת באמצעות "אלקטרופות" - שתלים קטנים ניסיוניים המטפלים במחלה ללא תרופות באמצעות העברת פקודות ישירות לאיברים פנימיים.
וחוקרים גילו דרכים חדשות להתגבר על מחסום השפה החשמלית לביוכימית. "תחרה עצבית" שניתן להזרקה, למשל, עשויה להתגלות כדרך מבטיחה לאפשר בהדרגה לתאי עצב לצמוח לצד אלקטרודות מושתלות במקום לדחות אותם. בדיקות גמישות מבוססות nanowire, פיגומי נוירון גמישים וממשקי פחמן מזוגגים עשויים לאפשר גם למחשבים ביולוגיים וטכנולוגיים להתקיים בשמחה בגופנו בעתיד.
מסייעת לתחזוקה
הסטארט-אפ החדש של אלון מאסק Neuralink הוא המטרה הסופית המוצהרת, לשפר את בני האדם עם ה- BCI, כדי לתת למוח שלנו רגל למעלה במירוץ החימוש המתמשך בין בינה אנושית למלאכותית. הוא מקווה שעם היכולת להתחבר לטכנולוגיות שלנו, המוח האנושי יכול לשפר את היכולות שלו - יתכן ויאפשר לנו להימנע מעתיד דיסטופי אפשרי בו AI עלה בהרבה על היכולות האנושיות הטבעיות. חזון כזה בהחלט עשוי להראות רחוק או דמיוני, אך אל לנו לזלזל ברעיון על מוזרות בלבד. אחרי הכל, מכוניות בנהיגה עצמית הורדו לתחום המדע הבדיוני אפילו לפני עשור וחצי - ועכשיו חולקות את הכבישים שלנו.
BCI יכול להשתנות לאורך מספר רב של ממדים: בין אם הוא מתממשק למערכת העצבים ההיקפית (עצב) או למערכת העצבים המרכזית (המוח), בין אם הוא פולשני או לא פולשני והאם הוא מסייע בשיקום התפקוד האבוד או משפר יכולות. (ג'יימס וו; עיבד מ- Sakurambo, CC BY-SA) בעתיד קרוב יותר, כאשר ממשקי מחשב ומוח עוברים מעבר להחזרת התפקוד אצל אנשים עם מוגבלות להרחבת אנשים בעלי כושר גופני מעבר ליכולתם האנושית, עלינו להיות מודעים לאותם שלל סוגיות הקשורות להסכמה, פרטיות, זהות, סוכנות ואי שוויון. . במרכזנו, צוות פילוסופים, קלינאים ומהנדסים פועל באופן פעיל בכדי להתמודד עם סוגיות צדק אתיות, מוסריות וחברתיות ולהציע הנחיות נוירו-אתיות לפני שהתחום מתקדם יותר מדי קדימה.
חיבור המוח שלנו ישירות לטכנולוגיה עשוי בסופו של דבר להיות התקדמות טבעית של האופן שבו בני האדם הגדילו את עצמם לטכנולוגיה לאורך הדורות, החל משימוש בגלגלים כדי להתגבר על המגבלות הדו-דו-צדדיות שלנו ועד לרשום רישומים על טבליות חימר ונייר כדי להגדיל את זיכרונותינו. ממש כמו המחשבים, הסמארטפונים ואוזניות המציאות המדומה של ימינו, ה- BCI הגדלים, כאשר הם יגיעו סוף סוף לשוק הצרכני, יהיו מרגשים, מתסכלים, מסוכנים ובו זמנית מלאי הבטחות.
מאמר זה פורסם במקור ב- The Conversation.
ג'יימס וו, דוקטור. סטודנט להנדסה ביולוגית, חוקר במרכז להנדסת עצבים סנסורית, אוניברסיטת וושינגטון
ראג'ש PN ראו, פרופסור למדעי המחשב והנדסה ומנהל המרכז להנדסת עצבים סנסורית, אוניברסיטת וושינגטון.
