Telepati, sekitar abad ke-23: Minda minda Vulcan, yang dicapai dengan menyentuh kuil-kuil dengan hujung jari, adalah teknik yang diterima untuk memajukan plot "Star Trek" dengan sedikit dialog, dengan berkongsi kesan deria, kenangan dan pemikiran antara watak bukan manusia.
Reads yang berkaitan
Beyond Borders
BeliKandungan Terkait
- Stroke Genius ini Boleh Memungkinkan Anda Menulis Dengan Otak Anda
Telepati, 2015: Di Pusat Kejuruteraan Neural Sensorimotor Universiti Washington, seorang wanita muda mempunyai topi elektroencephalogram, disemat dengan elektrod yang dapat membaca turun naik voltan di seluruh otaknya. Dia sedang bermain permainan, menjawab soalan dengan menoleh ke arah salah satu daripada dua lampu strob yang berlabel "ya" dan "tidak." Lampu "ya" berkelip pada 13 kali sesaat, "tidak" pada 12, dan perbezaan terlalu kecil baginya untuk dirasakan, tetapi mencukupi untuk komputer mengesan dalam penembakan neuron dalam korteks visualnya. Jika komputer menentukan dia melihat cahaya "ya", ia menghantar isyarat ke bilik di bangunan lain, di mana seorang wanita lain duduk dengan gegelung magnet yang berada di belakang kepalanya. Isyarat "ya" mengaktifkan magnet, menyebabkan gangguan singkat dalam medan visual subjek kedua, kilat maya ("fosfen") yang digambarkannya sama seperti penampilan kilat panas di kaki langit. Dengan cara ini, jawapan wanita pertama disampaikan kepada orang lain di seluruh kampus, pergi "Star Trek" yang lebih baik: bertukar maklumat antara dua minda yang tidak ada di tempat yang sama.
Untuk hampir semua sejarah manusia, hanya lima deria semula jadi yang diketahui berfungsi sebagai jalan ke otak, dan bahasa dan isyarat sebagai saluran keluar. Sekarang penyelidik melanggar batas-batas fikiran, memindahkan maklumat masuk dan keluar dan melintasi ruang dan waktu, memanipulasi dan berpotensi meningkatkannya. Percubaan ini dan lain-lain telah menjadi "demonstrasi untuk memulakan perbualan, " kata penyelidik Rajesh Rao, yang mengendalikannya bersama rakannya Andrea Stocco. Perbualan, yang mungkin akan menguasai neurosains selama abad ini, memegang janji teknologi baru yang akan secara dramatik mempengaruhi bagaimana kita merawat kecederaan dementia, strok dan saraf tunjang. Tetapi ia juga akan mengenai etika alat baru yang kuat untuk meningkatkan pemikiran, dan, akhirnya, sifat kesedaran dan identiti.
Kajian baru itu berkembang daripada kerja Rao dalam "antarmuka otak-komputer, " yang memproses impuls saraf ke dalam isyarat yang dapat mengawal peranti luaran. Menggunakan EEG untuk mengawal robot yang boleh menavigasi bilik dan mengambil objek-yang Rao dan rakan-rakannya menunjukkan sejauh 2008-mungkin suatu hari nanti untuk quadriplegics.
Rangka robotik dengan sensor sentuhan, diselenggarakan oleh Miguel Nicolelis, mengesan perubahan kedudukan, suhu dan tekanan dan menghantar maklumat tersebut ke otak. (Paulo Whitaker / Reuters / Corbis) 
Untuk memantau otak secara tidak sengaja, Rajesh Rao sesuai dengan peserta kajian dengan topi EEG dan menambah gel konduktif sehingga kulit kepala dan elektroda bersentuhan dengan baik. (Jose Mandojana) 
Peralatan yang digunakan penyelidik dalam demonstrasi termasuk topi EEG, elektrod EEG, kabel, kotak kawalan dan penguat isyarat. (Jose Mandojana) 
Monyet dalam kajian terbaru menggunakan otak mereka untuk mengawal lengan maya dan memanipulasi objek maya. Isyarat elektrik yang diberikan kepada otak meniru rasa sentuhan. (Nicolelis Lab) 
Para penyelidik melanggar batas-batas fikiran, memindahkan maklumat masuk dan keluar dan melintasi ruang dan waktu. (Jose Mandojana) 
Penyelidik Universiti Washington Rajesh Rao (kiri) dan Andrew Stocco (kanan) mengambil bahagian dalam demonstrasi antara muka otak-ke-otak pertama. (Universiti Washington) Dalam apa yang dikatakan Rao adalah contoh pertama mesej dihantar terus dari satu otak manusia ke yang lain, dia memohon Stocco untuk membantu memainkan permainan jenis "Space Invaders". Sebagai seorang yang menyaksikan serangan pada skrin dan disampaikan dengan menggunakan hanya berfikir saat terbaik untuk menyala, yang lain mendapat dorongan magnet yang menyebabkan tangannya, tanpa usaha yang sadar, untuk menekan butang pada papan kekunci. Selepas beberapa amalan, Rao berkata, mereka mendapat cukup baik.
"Itu bagus, " kata saya, ketika dia menerangkan prosedur itu kepada saya. "Bolehkah anda membawanya bermain piano?"
Rao mendesah. "Tidak dengan apa-apa yang kita gunakan sekarang."
Untuk semua sains yang telah mempelajari dan memetakan otak dalam beberapa dekad kebelakangan ini, minda kekal sebagai kotak hitam. Satu karya karangan 1974 yang terkenal oleh ahli falsafah, Thomas Nagel bertanya, "Apa Ia Suka untuk menjadi Bat?" Dan menyimpulkan bahawa kita tidak akan pernah tahu; kesedaran lain-orang lain, apatah lagi ahli spesies lain-tidak dapat difahami atau diakses. Bagi Rao dan beberapa orang lain untuk membuka pintu itu retak kecil, maka, adalah satu pencapaian yang ketara, walaupun kerja itu kebanyakannya menggariskan betapa besarnya cabaran itu, baik secara konseptual maupun teknologi.
Kuasa pengkomputeran dan pengaturcaraan adalah sehingga cabaran; masalahnya ialah antara muka antara otak dan komputer, dan terutama yang masuk ke arah dari komputer ke otak. Bagaimanakah anda menghantar isyarat kepada kumpulan sel saraf yang betul di antara anggaran 86 bilion dalam otak manusia? Pendekatan yang paling berkesan adalah transceiver yang ditanam yang boleh menjadi sukar untuk merangsang kawasan kecil otak, bahkan ke satu neuron tunggal. Peranti sedemikian telah digunakan untuk "rangsangan otak mendalam, " satu teknik untuk merawat pesakit Parkinson dan gangguan lain dengan impuls elektrik. Tetapi ia adalah satu perkara untuk melakukan pembedahan otak untuk penyakit yang tidak dapat diubati, dan sesuatu yang lain untuk melakukannya sebagai sebahagian daripada eksperimen yang manfaatnya spekulatif.
Jadi Rao menggunakan teknik yang tidak melibatkan pembukaan tengkorak, medan magnet yang berubah-ubah untuk mendorong arus elektrik kecil di kawasan otak. Nampaknya selamat-sukarelawan pertamanya adalah kolaboratornya, Stocco-tetapi ia adalah mekanisme mentah. Kawasan terkecil yang boleh dirangsang dengan cara ini, kata Rao, tidak cukup separuh inci. Ini mengehadkan permohonannya kepada pergerakan motor kasar, seperti memukul butang, atau komunikasi ya-atau-tidak mudah.
Satu lagi cara untuk menghantar maklumat, yang dipanggil ultrasound tertumpu, nampaknya mampu merangsang kawasan otak sekecil seberat beras. Walaupun aplikasi perubatan untuk ultrasound, seperti pencitraan dan ablasi tisu, menggunakan frekuensi tinggi, dari 800 kilohertz hingga rentang megahertz, satu pasukan yang diketuai oleh ahli radiologi Harvard Seung-Schik Yoo mendapati bahawa kekerapan 350 kilohertz berfungsi dengan baik, dan nampaknya dengan selamat, untuk menghantar isyarat kepada otak tikus. Isyarat berasal dengan seorang sukarelawan manusia yang dilengkapi dengan EEG, yang mencontohi gelombang otaknya; apabila dia memberi tumpuan kepada corak lampu tertentu pada skrin komputer, komputer menghantar isyarat ultrasound kepada tikus, yang memindahkan ekornya sebagai tindak balas. Yoo mengatakan tikus itu tidak menunjukkan kesan buruk, tetapi keselamatan ultrasound yang difokuskan pada otak manusia tidak terbukti. Sebahagian masalahnya ialah, tidak seperti rangsangan magnetik, mekanisme di mana gelombang ultrasound-bentuk tenaga mekanikal-mencipta potensi elektrik tidak difahami sepenuhnya. Satu kemungkinan adalah bahawa ia beroperasi secara tidak langsung dengan "muncul" membuka vesikel, atau kantung, di dalam sel-sel otak, membanjiri mereka dengan neurotransmitter, seperti menyampaikan pukulan dopamin ke kawasan yang tepat. Alternatifnya, ultrasound boleh menyebabkan cavitation-menggelegak-dalam membran sel, mengubah sifat elektriknya. Yoo mengesyaki bahawa otak mengandungi reseptor untuk rangsangan mekanikal, termasuk ultrasound, yang sebahagian besarnya diabaikan oleh pakar neurosains. Reseptor sedemikian akan menyumbang kepada fenomena "melihat bintang, " atau berkelip cahaya, dari pukulan ke kepala, misalnya. Sekiranya ultrabunyi yang difokuskan terbukti selamat, dan menjadi pendekatan yang sesuai untuk antara muka komputer-otak, ia akan membuka pelbagai jenis yang tidak dapat diterokai-sebenarnya, kemungkinan-kemungkinan yang mungkin dibayangkan.
Komunikasi lisan secara langsung antara individu-versi yang lebih canggih dari percubaan Rao, dengan dua orang yang bersambung bertukar pernyataan yang jelas hanya dengan memikirkannya-adalah aplikasi yang paling jelas, tetapi tidak jelas bahawa spesies yang memiliki bahasa memerlukan cara yang lebih berteknologi untuk mengatakan " John Trimper, seorang calon doktor falsafah Emory University dalam bidang psikologi, yang menulis tentang implikasi etika otak-ke-otak antara muka, menyatakan bahawa teknologi "terutama melalui wayarles transmisi, akhirnya membolehkan tentera atau polis atau penjenayah-untuk berkomunikasi dengan senyap dan tersembunyi semasa operasi. "Itu akan menjadi masa depan yang jauh. Setakat ini, mesej yang kaya dengan kandungan menghantar otak ke otak antara manusia yang mengembara dari satu subjek di India ke satu di Strasbourg, Perancis. Mesej pertama, yang dikodekan dan dikodkan dalam simbol binari oleh kumpulan yang berpangkalan di Barcelona, adalah " hola ." Dengan antara muka yang lebih canggih, seseorang boleh bayangkan, katakan, mangsa stroke yang lumpuh berkomunikasi dengan penjaga atau anjingnya. Namun, jika apa yang dikatakannya adalah, "Bawa saya akhbar itu, " ada, atau tidak lama lagi, pensintesis pidato-dan robot-yang dapat melakukannya. Tetapi bagaimana jika orang itu Stephen Hawking, ahli fizik yang hebat yang ditimpa oleh ALS, yang berkomunikasi dengan menggunakan otot pipi untuk menaip huruf pertama perkataan? Dunia pasti mendapat manfaat daripada saluran langsung ke fikirannya.
Mungkin kita masih berfikir terlalu kecil. Mungkin analog ke bahasa semula jadi bukan aplikasi pembunuh untuk antara muka otak-ke-otak. Sebaliknya, ia mestilah maklumat yang lebih global, lebih bercita-cita tinggi, kemahiran, malah input deria mentah. Bagaimana jika pelajar perubatan boleh mengunduh teknik secara langsung dari otak pakar bedah terbaik di dunia, atau jika ahli muzik dapat mengakses memori pianis yang hebat? "Adakah hanya satu cara belajar kemahiran?" Rao merenung. "Bolehkah ada jalan pintas, dan penipuan itu?" Malah ia tidak perlu melibatkan otak manusia yang lain. Ia boleh menjadi haiwan-apakah yang akan menjadi pengalaman untuk mengalami dunia melalui bau, seperti anjing-atau dengan echolocation, seperti kelawar? Atau ia boleh menjadi enjin carian. "Ia menipu pada ujian jika anda menggunakan telefon pintar anda untuk melihat sesuatu di Internet, " kata Rao, "tetapi bagaimana jika anda sudah disambungkan ke Internet melalui otak anda? Semakin besar ukuran kejayaan dalam masyarakat adalah seberapa cepat kita mengakses, mencerna dan menggunakan maklumat yang ada di luar sana, tidak berapa banyak yang anda boleh menjejaskan memori anda sendiri. Sekarang kita melakukannya dengan jari-jari kita. Tetapi ada apa-apa yang sememangnya salah untuk melakukannya hanya dengan berfikir? "
Atau, ia boleh menjadi otak anda sendiri, dimuat naik pada beberapa saat yang tidak terjamin dan disimpan secara digital untuk akses masa depan. "Katakan bertahun-tahun kemudian anda mempunyai stroke, " kata Stocco, ibu sendiri mempunyai strok berusia 50-an dan tidak pernah berjalan lagi. "Sekarang, anda pergi ke rehab dan ia seperti belajar berjalan semula sekali lagi. Katakan anda boleh memuat turun keupayaan ke otak anda. Ia tidak berfungsi dengan sempurna, kemungkinan besar, tetapi ia akan menjadi permulaan yang besar untuk mendapatkan semula kemampuan itu. "
Miguel Nicolelis, pakar neurosains Duke kreatif dan pensyarah yang memukau pada litar TED Talks, mengetahui nilai demonstrasi yang baik. Untuk Piala Dunia 2014, Nicolelis-seorang penyokong bola sepak kelahiran Brazil-bekerja bersama orang lain untuk membina sebuah exoskeleton robot yang dikawal oleh impuls EEG, membolehkan seorang lelaki lumpuh muda untuk menyampaikan sepakan pertama upacara. Kebanyakan kerja beliau sekarang adalah mengenai komunikasi otak-ke-otak, terutama dalam teknik-teknik esoterik yang sangat menghubungkan minda untuk bekerja bersama dalam masalah. Fikiran bukan manusia, jadi dia boleh menggunakan implan elektrod, dengan semua kelebihan yang disampaikan.
Salah satu eksperimennya yang paling menarik melibatkan sepasang tikus makmal, belajar bersama dan bergerak secara serentak ketika mereka berkomunikasi melalui isyarat otak. Tikus telah dilatih dalam kandang dengan dua tuil dan cahaya di atas masing-masing. Cahaya kiri atau kanan akan berkelip, dan tikus belajar untuk menekan tuil yang sesuai untuk menerima hadiah. Kemudian mereka dipisahkan, dan masing-masing dipasang dengan elektrod ke korteks motor, yang dihubungkan melalui komputer yang mencontoh impuls otak dari satu tikus ("pengekod"), dan menghantar isyarat kepada yang kedua ("penyahkod"). Tikus "pengekod" akan melihat satu kilat cahaya-katakan, kiri - dan menolak tuil kiri untuk hadiahnya; Di dalam kotak yang lain, kedua-dua lampu akan berkedip, jadi "penyahkod" tidak akan tahu mana tuil untuk menolak tetapi menerima isyarat daripada tikus pertama, dia akan pergi ke kiri juga.
Nicolelis menambah pintunya kepada demonstrasi ini. Apabila tikus penyahkod membuat pilihan yang betul, dia diberi ganjaran, dan pengekod mendapat ganjaran kedua juga. Ini berfungsi untuk mengukuhkan dan menguatkan proses saraf (tidak sedarkan diri) yang sedang dicetak di dalam otaknya. Akibatnya, kedua-dua tikus menjadi lebih tepat dan lebih cepat dalam tindak balas mereka - "sepasang otak yang saling berhubungan ... memindahkan maklumat dan berkolaborasi dalam masa nyata." Dalam kajian lain, dia menghidupkan tiga monyet untuk mengawal lengan maya; masing-masing boleh memindahkannya dalam satu dimensi, dan ketika mereka menonton skrin mereka belajar untuk bekerja bersama untuk memanipulasinya ke lokasi yang betul. Dia mengatakan dia boleh bayangkan menggunakan teknologi ini untuk membantu mangsa stroke mendapatkan semula kebolehan tertentu dengan menjalinkan otaknya dengan sukarelawan yang sihat, secara beransur-ansur menyesuaikan perkadaran input sehingga otak pesakit melakukan semua kerja. Dan dia percaya prinsip ini dapat diperluaskan selama-lamanya, untuk mendapatkan berjuta-juta otak untuk bekerjasama dalam "komputer biologi" yang menangani soalan-soalan yang tidak dapat ditimbulkan, atau dijawab, dalam bentuk binari. Anda boleh meminta rangkaian otak ini untuk makna hidup-anda mungkin tidak mendapat jawapan yang baik, tetapi tidak seperti komputer digital, "ia" sekurang-kurangnya akan memahami soalan itu. Pada masa yang sama, Nicolelis mengkritik usaha untuk mencontohi minda dalam komputer digital, tidak kira betapa berkuasa, mengatakan mereka "palsu, dan pembaziran berbilion dolar". Otak bekerja dengan prinsip yang berlainan, memodelkan dunia dengan analogi . Untuk menyampaikan ini, beliau mencadangkan konsep baru yang dia panggil "maklumat Gödelian, " selepas ahli matematik Kurt Gödel; ia merupakan representasi analog realiti yang tidak dapat dikurangkan menjadi bait, dan tidak boleh ditangkap oleh peta sambungan antara neuron ("Upload Your Mind, " lihat di bawah). "Komputer tidak menjana pengetahuan, tidak melakukan introspeksi, " katanya. "Kandungan tikus, monyet atau otak manusia jauh lebih kaya daripada yang kita dapat simulasi oleh proses perduaan."
Ujian utama kajian ini melibatkan prostesis otak sebenar. Di University of Southern California, Theodore Berger sedang membangunkan prostesis berasaskan microchip untuk hippocampus, bahagian otak mamalia yang memproses kesan jangka pendek ke dalam kenangan jangka panjang. Dia mengetuk ke dalam neuron di sebelah input, menjalankan isyarat melalui program yang meniru transformasi hippocampus biasanya melakukan, dan menghantarnya kembali ke otak. Yang lain telah menggunakan teknik Berger untuk menghantar ingatan tentang tingkah laku yang dipelajari dari satu tikus ke yang lain; tikus kedua kemudian belajar tugas dalam masa yang kurang dari biasanya. Yang pasti, kerja ini hanya dilakukan dalam tikus, tetapi kerana kemerosotan hippocampus adalah salah satu ciri kemuliaan pada manusia, potensi penyelidikan ini dikatakan sangat besar.
Memandangkan tuntutan menyapu potensi masa depan komunikasi otak-ke-otak, berguna untuk menyenaraikan beberapa perkara yang tidak dituntut. Terdapat, pertama, tidak ada implikasi bahawa manusia mempunyai sebarang bentuk telepati alam semula jadi (atau ghaib); voltan berkilat di dalam tengkorak anda tidak cukup kuat untuk dibaca oleh otak lain tanpa peningkatan elektronik. Juga tidak boleh memberi isyarat (dengan mana-mana teknologi yang kita miliki, atau membayangkan) dihantar atau diterima secara sembunyi-sembunyi, atau di kejauhan. Pemikiran anda adalah selamat, melainkan anda memberi orang lain kunci dengan menghantar implan atau EEG. Walau bagaimanapun, tidak terlalu lama untuk memikirkan implikasi etika perkembangan masa depan, seperti keupayaan untuk menanamkan pemikiran kepada orang lain atau mengawal tingkah laku mereka (contohnya tahanan) menggunakan peranti yang direka untuk tujuan tersebut. "Teknologi ini melampaui wacana etika pada masa ini, " kata Emory's Trimper, "dan di situlah keadaan menjadi buruk." Pertimbangkan bahawa banyak trafik otak dalam eksperimen ini-dan pastinya apa-apa seperti visi Nicolelis tentang ratusan atau ribuan otak bekerja sama-melibatkan berkomunikasi melalui Internet. Jika anda bimbang tentang seseorang yang menggodam maklumat kad kredit anda, bagaimana perasaan anda tentang menghantar kandungan minda anda ke dalam awan? Terdapat satu lagi jejak, di mana komunikasi otak-ke-otak sedang dipelajari. Uri Hasson, seorang ahli ilmu saraf utama di Princeton, menggunakan pengimejan resonans magnetik fungsional untuk menyelidik bagaimana otak mempengaruhi satu sama lain, bagaimana ia digabungkan dalam tarian yang menarik dan gelung maklum balas. Beliau memberi tumpuan kepada teknik komunikasi yang dia anggap jauh lebih tinggi daripada EEG yang digunakan dengan rangsangan magnet transkranial, adalah noninvasive dan selamat dan tidak memerlukan sambungan Internet. Ia sudah tentu bahasa.
