ارتباط مغز به مغز

در تحقیقات اخیر، محققان فناوری را جایگزین زبان کرده اند و آن را به عنوان وسیله ای برای برقراری ارتباط با متصل کردن مستقیم فعالیت مغز انسان به مغز انسان دیگر به کار برده اند. در این کار تحقیقاتی، فعالیت الکتریکی از مغزهای یک جفت سوژه انسانی به شکل سیگنال‌های مغناطیسی به مغز فرد ثالث منتقل می‌شود، این سیگنال در واقع دستورالعمل انجام یک کار به شیوه‌ای خاص را ارسال می کند. این مطالعه راه جدیدی را به روی ابزارهای نوین و خارق‌العاده برای مشارکت انسان ها می گشاید و در عین حال، مفاهیم اساسی در مورد هویت فردی و خودمختاری را به صورت نگران کننده ای محو می‌کند.

مخابره ی اطلاعات از مغز به مغز

مخابره ی مستقیم اطلاعات از مغز به مغز برای سال‌های متمادی موضوع مورد توجهی بوده و انگیزه‌های مختلفی از اشتیاق به آینده‌نگری گرفته تا ضرورت‌های نظامی در پشت پرده ی این مبحث قرار داشته است. یکی از رهبران این حوزه به نام میگل نیکوللیس در کتاب خود با عنوان فراتر از مرزها، ترکیب فعالیت مغز انسان ها با یکدیگر را به عنوان آینده بشریت و مرحله بعدی تکامل گونه ی انسان توصیف کرده است. او قبلاً در این زمینه مطالعه ای معروف به “رابط مغز به مغز” انجام داد که در آن مغز چند موش را با استفاده از الکترودهای کاشته شده وپیچیده به هم متصل کرد. نیکولیس و همکارانش این دستاورد را به عنوان اولین “کامپیوتر ارگانیک” با استفاده از مغزهای زنده توصیف کرد که گویی در این کامپیوتر، ریزپردازنده های زیادی به هم متصل شده اند. جانوران در این شبکه یاد می گرفتند که فعالیت الکتریکی سلول های عصبی خود را به همان میزانی که در مغز یک جانور وجود دارد، با فعالیت مغزی جانوران دیگر ، سنکرون و هماهنگ کنند. این مغزهای شبکه‌شده برای مواردی مانند: توانایی جانوران در تمایز بین دو الگوی مختلف ناشی از محرک‌های الکتریکی مورد آزمایش قرار گرفتند و مشخص شد که مغزهای شبکه ای معمولا از یک تک مغز جانور بهتر عمل می کند.

اگر مغز موش‌های شبکه‌شده «باهوش‌تر» از مغز تک جانور عمل کند، تصور کنید با توانایی‌های یک ابر رایانه بیولوژیکی متشکل از مغزهای شبکه‌شده انسان‌ها چه کارهایی که نمی توان کرد. چنین شبکه ای می تواند به افراد دچار ناتوانایی های زبانی کمک کند تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. این مزیت می تواند برای کسانی که به طور کلی توانایی برقراری ارتباط آنها مختل شده است، ابزار جدیدی برای انجام این کار فراهم کند. علاوه بر این، اگر نتایج مطالعه ی موش ها درست باشد، بنابراین شبکه‌سازی مغز انسان ها می تواند عملکرد را بهبود ببخشد. آیا چنین شبکه ای می تواند دست به ایجاد راهی سریعتر، کارآمدتر و هوشمندتر بزند تا همکاری افراد با یکدیگر را ارتقا دهد؟

در یک مقاله ی جدید، محققان فعالیت مغزی شبکه کوچکی از انسان ها را به هم متصل کردند تا به برخی از این سؤالات پیش آمده بپردازند. شرح این آزمایش به این صورت است: سه نفر در اتاق‌های جداگانه نشسته بودند و در یک بازی ویدیویی با یکدیگر همکاری می کردند تا یک بلوک را به درستی بچرخانند و بتواند شکاف بین بلوک‌های دیگر را پر کنند. دو نفر که به عنوان «فرستنده» عمل می‌کردند، می‌توانستند شکاف را ببینند و می‌دانستند که آیا الان بلوک باید بچرخد تا جا بیفتد یا نه. نفر سوم، که به عنوان “گیرنده” در نظر گرفته شده بود،  از پاسخ صحیح اطلاعی نداشت و می بایست فقط به دستورالعمل های ارسال شده توسط فرستنده ها متکی باشد.

این دو فرستنده مجهز به الکتروانسفالوگرافی (EEG) بودند که فعالیت الکتریکی مغز آنها را ثبت می کرد. فرستنده ها می توانستند جهت بلوک را ببینند و تصمیم بگیرند که آیا الان به گیرنده سیگنال بدهند تا آن را بچرخاند یا نه. آنها روی نوری که با فرکانس بالا چشمک می زد تمرکز می کردند تا دستور چرخش را منتقل کنند و یا برای عدم انجام این کار، روی یک چشمک زن با فرکانس پایین تمرکز می کردند تا دستور عدم انجام را ارسال کنند. تفاوت در فرکانس های نور چشمک زن باعث ایجاد پاسخ های متفاوت مغز در فرستنده ها می شد. سیگنال های EEG آن ها ثبت می شد و از طریق رابط کامپیوتری به گیرنده ارسال می شد. یک پالس مغناطیسی با استفاده از یک دستگاه تحریک مغناطیسی ترانس کرانیال (TMS) در صورتی که فرستنده سیگنال چرخش را بدهد، به گیرنده تحویل داده می شد. آن پالس مغناطیسی باعث ایجاد فلش نوری (phosphene) در میدان بینایی گیرنده می شد که نشانه ی چرخاندن بلوک بود. و عدم وجود سیگنال در یک دوره زمانی گسسته، دستور عدم چرخاندن بلوک را می رساند.

پس از جمع آوری دستورالعمل ها از هر دو فرستنده، گیرنده تصمیم می گرفت که آیا بلوک را بچرخاند یا نچرخاند. مانند فرستنده‌ها، گیرنده نیز مجهز به دستگاه ثبت EEG بود، برای مواردی که می خواست سیگنال انتخابش را به کامپیوتر برساند. هنگامی که گیرنده در مورد جهت بلوک تصمیم می گرفت، بازی به پایان می رسید و نتایج به هر سه شرکت کننده اطلاع داده می شد. این آگاهی از نتایج به فرستندگان فرصتی برای ارزیابی اقدامات گیرنده می داد و گیرنده فرصتی برای ارزیابی دقت هر فرستنده را پیدا می کرد.

سپس فرصت دومی به تیم داده شد تا عملکرد خود را بهبود بدهند. در مجموع، پنج گروه از افراد با استفاده از این شبکه به نام BrainNet مورد آزمایش قرار گرفتند و به طور متوسط بیش از 80 درصد دقت در تکمیل کار را به دست آوردند.

به منظور تشدید چالش، گاهی اوقات محققان به سیگنال ارسال شده توسط یکی از فرستنده ها، نویز اضافه می کردند. در مواجهه با جهت‌های متناقض یا مبهم، گیرندگان به سرعت یاد می گرفتند که دستورالعمل‌های فرستنده را دقیق‌تر شناسایی و پیروی کنند. بر اساس این گزارش، این فرآیند برخی از ویژگی‌های شبکه‌های اجتماعی «متعارف» را تقلید می‌کرد.

این مطالعه توسعه ی طبیعی کارهای تحقیقاتی است که قبلا روی  جانوران آزمایشگاه انجام شده است. علاوه بر پژوهش روی موضوع متصل کردن مغز موش‌ها، آزمایشگاه نیکوللیس نیز مطرح است که بر اساس متصل کردن مغز پریمات ها به یک «Brainet» است (نباید با BrainNet مورد بحث در آزمایشگاه بالا اشتباه گرفته شود)، در آن پریمات ها  از طریق رابط های مغز و کامپیوتر (BCIs) یاد گرفتند که در انجام یک کار مشترک با یکدیگر همکاری کنند. این بار، سه پریمات با استفاده از BCI های کاشته شده به یک کامپیوتر متصل شدند و همزمان سعی کردند مکان نما را به سمت هدف حرکت دهند. در این آزمایش، مغز جانوران مستقیماً به یکدیگر متصل نشده بود و چالش آنها این بود که یک پردازش موازی شاهکارانه را انجام دهند و ضمن اینکه هر یک، فعالیت مغزی خود را به سمت یک هدف متمرکز می کند؛ مداوما فعالیت مغزی دیگران را نیز جبران کند.

استفاده از تکنولوژی رابط‌های مغز به مغز برای گونه‌های مختلف نیز گسترش یافته و انسان‌ها با رابط‌های مغزی که با عمل جراحی برایشان کار می گذارند از روش‌های غیرتهاجمی، مشابه روش‌های مطالعه BrainNet ، می توانند سوسک‌ها یا موش‌ها را کنترل ‌کنند. در یک گزارش، انسانی با استفاده از یک رابط مغزی غیرتهاجمی که از طریق کامپیوتر به BCI موش بیهوش شده متصل شده بود، توانست دم حیوان را حرکت دهد. در حالی که در مطالعه دیگری، یک انسان توانست موش را به عنوان یک سایبورگ که آزادانه در حال حرکت است، کنترل کند.