Politechnika w Lozannie

Jeden z najbardziej ambitnych projektów rekonstrukcji mózgu realizuje konsorcjum złożone z Politechniki w Lozannie i koncernu IBM - przedsięwzięcie Blue Brain ma docelowo doprowadzić do odtworzenia mózgu in silico, w elektronicznych obwodach krzemowych, a poszukiwaniu temu towarzyszy nadzieja, że wierna symulacja będzie zachowywać się jak oryginalny organ biologiczny.

Uniwersytet Princeton

Inni badacze nie zamierzają jednak czekać latami na efekty takich wysiłków jak Blue Brain. Wierzą, że do tajemnic umysłu można dojść na skróty, analizując fizyczne przejawy pracy mózgu. Francisco Pereira (e-mail: [email protected]) z Princeton University w USA analizuje za pomocą techniki zwanej czynnościowym rezonansem magnetycznym (fMRI) aktywność neuronów, które działając stają się źródłem sygnałów elektrycznych. Podgląda się je za poprzez różne techniki badawcze.

Uczeni tacy jak Pereira zakładają, że aktywność elektryczna mózgu dobrze odzwierciedla stany umysłu, jeśli więc uda się zidentyfikować i skatalogować wzory elektrycznych zachowań, w konsekwencji można będzie czytać ludzkie myśli. W jednym z eksperymentów badacz z Princeton pokazał uczestnikom badania różne obiekty wraz z ich nazwami. Następnie kazał im wyobrażać sobie te przedmioty. Pracę wyobraźni podglądano za pomocą fMRI, a podłączony do skanera komputer analizował zidentyfikowane wzory, radząc sobie całkiem dobrze z odgadywaniem myśli badanych.

Uniwersytet Kalifornijski w Berkeley

Z kolei Jack Gallant z University of California w Berkeley (prowadzący na uniwersytecie laboratorium Gallant Lab) pokazywał uczestnikom swoich eksperymentów filmy, jednocześnie analizując za pomocą fMRI pracę mózgu po to, by komputerowo odtworzyć to, co widzą badani. Choć uzyskane obrazy dalekie są jeszcze od oryginału, widać już jednak wyraźnie, że kwestia czytania w myślach przestała być domeną twórczości science fiction.

Uniwersytet Browna

Stawką naukowych podróży w głąb mózgu nie jest jednak jedynie wścibstwo i chęć poznania ukrytych myśli, choć zapewne agenci licznych służb marzą o takiej możliwości. Pod względem praktycznym istotniejsze są próby konstrukcji bezpośrednich połączeń, czyli tzw. interfejsów między mózgiem a komputerem (Brain-Computer Interface). W połowie maja 2012 r. prasę naukową zelektryzowało doniesienie grupy amerykańskich badaczy z Brown University. Dwoje sparaliżowanych pacjentów pokazało, że są w stanie za pomocą umysłu sterować robotycznym ramieniem. Po latach bezruchu nie stracili zdolności formułowania poleceń, które system komputerowy potrafił zinterpretować i zamienić na instrukcje dla bionicznej protezy.

Wyniki uczonych z Brown University, choć spektakularne, nie zaskakują - prace nad połączeniem mózgu z komputerami trwają od wielu lat, a szczególnego impetu nabrały po 1999 r. Wówczas to uczeni po raz pierwszy pokazali, że czytanie mózgu jest technicznie możliwe. Poddane eksperymentowi szczury z wszczepionymi w mózg elektrodami potrafiły siłą umysłu uruchomić sterowaną komputerowo dźwignię otwierającą dostęp do wody.

Po trzynastu latach uczeni są coraz bliżsi wdrożenia swoich rozwiązań do praktyki - wspomniane badania z Brown University prowadzone są już w ramach testów klinicznych. Ich pomyślne zakończenie otworzy nowe perspektywy przed ludźmi, wydawałoby się trwale pozbawionymi możliwości normalnego funkcjonowania. Osoby sparaliżowane, po amputacjach, cierpiące na zaburzenia neuromotoryczne mają szansę na nowe życie.

Wiadomo jednak, że zastosowania medyczne nie wyczerpią ciekawości naukowców i inżynierów. Od lat w interfejsy mózg-komputer inwestuje wojsko i wykorzystuje je już w nowoczesnych systemach sterowania samolotami. Trwają też intensywne prace nad armią nowej generacji, którą tworzyć będą żołnierze cyborgi sprzężeni z bojowymi protezami sterowanymi bezpośrednio umysłem. A co bawi wojskowych, musi także prędzej czy później trafić do świata rozrywki - od marca 2012 r. amatorzy technicznych nowinek korzystać mogą z rozwiązania Intendix SOCI firmy g.tec. Wystarczy nałożyć na głowę specjalny czepek zaopatrzony w elektrody, by umysł uzyskał bezpośrednią kontrolę nad komputerem.

Edwin Bendyk

Źródło: Onet (na podstawie PAP), ScienceDaily, Uniwersytet Stanforda, Polityka (88 pytań do Nauki)