Die toekoms van neurowetenskap: sal die brein as 'n wapen gebruik word?

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

Ten spyte van die feit dat die eerste verteenwoordigers van die spesie Homo Sapiens ongeveer 300 000 - 200 000 jaar gelede op aarde verskyn het, het ons daarin geslaag om 'n tegnologies gevorderde beskawing te bou. Vandag lanseer ons vuurpyle en robotvoertuie die ruimte in wat die oppervlak van die wêrelde naaste aan ons ploeg. Maar al hierdie prestasies het moontlik geword danksy een orgaan wat vir ons oë weggesteek is - die menslike brein.

Dit is geen geheim dat selfs neurowetenskaplikes, soos professor Robert Sapolsky hieroor skryf in sy boek Who Are We? Gene, ons liggaam, die samelewing”verstaan nie ten volle hoe die brein werk nie. Maar 'n mate van sukses is behaal - onthou die laaste aanbieding van neuralink Elon Musk?’n Toestel wat direk in die vark se brein ingebou is, werk uitstekend.

Wat meer is, in onlangse jare het breininplantings na vore gekom wat breingolwe letterlik in teks vertaal. Maar as ons in staat is om sulke hoë tegnologie uit te vind, is daar 'n kans dat iemand dit as 'n breinbeheer-instrument of selfs 'n wapen sal gebruik?

Wat is Brain Link?

Hoe dink jy kan dit lyk soos 'n verbinding van een brein na 'n ander, 'n verbinding deur 'n ingeboude breininplanting? Neurowetenskaplike Miguel Nicolelis het hierdie vraag beantwoord in sy studie wat vroeër vanjaar in die joernaal Duke University Medical Center gepubliseer is.

Tydens die studie het wetenskaplikes in die laboratorium twee rhesus-papawers in verskillende kamers geplaas, waar die diere na 'n rekenaarskerm gekyk het, waar daar 'n beeld van 'n virtuele hand in tweedimensionele ruimte was. Die ape se taak was om hul hand vanaf die middel van die skerm na die teiken te lei, en toe hulle dit suksesvol gedoen het, het die navorsers hulle met slukkies sap beloon. Terselfdertyd was die ape nie toegerus met joysticks of enige ander toestelle wat hul hand kon beheer nie.

In hierdie studie is daar egter een interessante detail – voor die eksperiment het wetenskaplikes inplantings in die ape se brein ingesit – in daardie dele van hul brein wat beweging beïnvloed. Danksy dit kon die elektrodes neurale aktiwiteit vasvang en deur 'n bedrade verbinding na rekenaars oordra. Maar selfs meer interessant was die vermoë van diere om gesamentlik 'n digitale ledemaat te beheer.

Dus, in een eksperiment kon een aap slegs horisontale aksies beheer, terwyl die ander slegs vertikale bewegings beheer het. Nietemin het die proefpersone geleidelik met behulp van assosiasies geleer dat 'n sekere denkwyse tot beweging van die ledemaat lei. Nadat hulle hierdie patroon van oorsaaklikheid besef het, het hulle voortgegaan om in wese op te tree en saam te dink sodat die hand na die doel sou beweeg en vir hulle sap sou bring.

Die studie se hoofskrywer, Miguel Nicolelis, noem hierdie wonderlike samewerking "breinnetwerk" of "breinnetwerk." Uiteindelik hoop die neurowetenskaplike dat die samewerking van een brein met 'n ander gebruik kan word om rehabilitasie by mense met neurologiese skade te versnel - meer presies, dat die brein van 'n gesonde persoon in wisselwerking kan wees met die brein van 'n pasiënt met 'n beroerte, wat dan leer praat of beweeg die verlamde persoon vinniger deel van die liggaam.

Hierdie werk is nog 'n sukses in 'n lang reeks onlangse vooruitgang in neurotegnologie: koppelvlakke wat op neurone toegepas word, algoritmes wat gebruik word om hierdie neurone te dekodeer of te stimuleer, en breinkaarte wat 'n duideliker beeld gee van die komplekse stroombane wat kognisie, emosie en aksie beheer.

Stel jou net voor hoe nuttig sulke ontwikkelings kan wees: dit sal moontlik wees om meer gevorderde ledemaatprosteses te skep wat sensasies kan oordra aan diegene wat dit dra; dit sal moontlik wees om sommige siektes, soos Parkinson se siekte, beter te verstaan en selfs depressie en baie ander geestesversteurings te behandel.

Moontlike toekoms

Stel jou voor rekenaarstelsels wat aan breinweefsel geheg is wat 'n verlamde pasiënt toelaat om die krag van denke te gebruik om robotmasjiene te beheer. Stem saam, hulle kan ook gebruik word om bioniese soldate en bemande vliegtuie te beheer. En toestelle wat die brein van pasiënte ondersteun, soos dié met Alzheimers, kan gebruik word om nuwe herinneringe in te boesem of bestaande uit te vee – beide onder bondgenote en vyande.

'n Artikel in die tydskrif Foreign Policy haal bio-etikus Jonathan Moreno, 'n professor aan die Universiteit van Pennsylvania, aan oor Nicholasis se idee:

Stel jou voor of ons intellektuele kennis kan neem van byvoorbeeld Henry Kissinger, wat alles van die geskiedenis van diplomasie en politiek weet, en dan al die kennis kan kry van 'n persoon wat militêre strategie bestudeer het, van 'n ingenieur van die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) en ens. Dit alles kan gekombineer word. So 'n breinnetwerk sal toelaat dat belangrike militêre besluite geneem word op grond van praktiese alwetendheid, en dit sal ernstige politieke en sosiale gevolge hê.

Vandag bly sulke idees egter op die gebied van wetenskapfiksie, hoewel dit moontlik is dat hul voorkoms 'n kwessie van tyd is. Ten minste dink sommige kenners so. Die feit is dat neurotegnologieë vinnig ontwikkel, wat beteken dat uiteindelik deurbraakgeleenthede onvermydelik tot die industriële implementering daarvan sal lei.

Die Gevorderde Navorsingsadministrasie, wat belangrike navorsings- en ontwikkelingswerk vir die departement van verdediging doen, belê byvoorbeeld baie geld in breintegnologie.

Die vraag is nie of nie-staatsagente sekere neurobiologiese metodes en tegnologieë sal kan gebruik of nie; die vraag is wanneer hulle dit sal doen, en watter metodes en tegnologieë hulle sal gebruik.

James Giord is 'n neuro-etiekspesialis by Georgetown Universiteit Mediese Sentrum.

Mense is lankal bekoor en verskrik deur die gedagte van verstandsbeheer. Dit is waarskynlik te vroeg om die ergste te vrees – byvoorbeeld dat die staat die menslike brein met kubermetodes sal kan binnedring. Dubbelgebruik neurotegnologieë het egter groot potensiaal, en hul tyd is nie ver nie. Sommige etici is bekommerd dat in die afwesigheid van wetlike meganismes om sulke tegnologieë te reguleer, laboratoriumnavorsing in staat sal wees om die werklike wêreld in te beweeg sonder veel hindernis.

Mind Field

Die strewe om die brein beter te verstaan, waarskynlik die minste verstaanbare menslike orgaan, het gelei tot 'n oplewing in innovasie in neurotegnologie oor die afgelope 10 jaar. Dus, in 2005, het 'n groep wetenskaplikes aangekondig dat hulle menslike gedagtes kon lees met behulp van funksionele magnetiese resonansbeelding, wat bloedvloei meet wat veroorsaak word deur die aktiwiteit van die brein.

Tydens die eksperiment het die proefpersoon roerloos in 'n groeiskandeerder gelê en na 'n klein skermtjie gekyk waarop eenvoudige visuele opwekkingseine geprojekteer is - 'n ewekansige volgorde van lyne in verskillende rigtings, deels vertikaal, deels horisontaal en deels diagonaal. Die rigting van elke lyn het effens verskillende uitbarstings van breinfunksie veroorsaak. Deur bloot na hierdie aktiwiteit te kyk, kon wetenskaplikes bepaal na watter lyn die proefpersoon kyk.

Dit het net ses jaar geneem om hierdie tegnologie aansienlik te ontwikkel om die brein te ontsyfer – met behulp van Silicon Valley. Die Universiteit van Kalifornië in Berkeley het 'n reeks eksperimente uitgevoer. Byvoorbeeld, in 'n 2011-studie is deelnemers gevra om fliekvoorskoue op 'n funksionele magnetiese resonansiebeelder te kyk, en wetenskaplikes het breinreaksiedata gebruik om dekripsiealgoritmes vir elke onderwerp te skep.

Hulle het toe die aktiwiteit van senuweeselle aangeteken terwyl die deelnemers verskeie tonele uit nuwe rolprente gekyk het, soos 'n gedeelte waarin Steve Martin in die kamer rondloop. Gebaseer op die algoritmes van elke proefpersoon, het die navorsers later daarin geslaag om hierdie einste toneel te herskep deur uitsluitlik data van breinaktiwiteit te gebruik.

Hierdie bonatuurlike resultate is nie baie visueel realisties nie; hulle is soos die skepping van die Impressioniste: die vae Steve Martin sweef teen 'n surrealistiese, voortdurend veranderende agtergrond.

Op grond van die bevindinge het Thomas Naselaris, 'n neurowetenskaplike aan die Universiteit van Suid-Carolina, gesê: Die vermoë om dinge soos gedagtes te doen, sal vroeër of later na vore kom. Dit sal gedurende ons leeftyd moontlik word.”

Hierdie werk word versnel deur die vinnige bevordering van brein-masjien-koppelvlaktegnologie – neurale inplantings en rekenaars wat breinaktiwiteit lees en dit in werklike aksie vertaal, of andersom. Hulle stimuleer neurone om optredes of fisiese bewegings te skep.

Ná net agt jaar het die brein-masjien-koppelvlak baie meer gesofistikeerd en gesofistikeerd geword, soos gedemonstreer deur die 2014 FIFA Wêreldbeker in Brasilië. Juliano Pinto (29), wat heeltemal in sy onderlyf verlam was, het 'n breinbeheerde robot-eksoskelet aangetrek wat by Duke Universiteit ontwikkel is om die bal by die openingseremonie in São Paulo te slaan.

Die helm op Pinto se kop het seine van sy brein ontvang, wat die man se voorneme aandui om die bal te slaan. 'n Rekenaar wat aan Pinto se rug geheg is, wat hierdie seine ontvang het, het 'n robotpak geloods om die bevel van die brein uit te voer. Stem saam, tot 'n mate is die toekoms reeds hier.