Τα εγκεφαλικά σας κύματα σύντομα θα ελέγχουν τις μηχανές και τα ζώα γύρω σας

Φανταστείτε ότι θα μπορούσατε να αντικαταστήσετε κάθε χειριστήριο στη ζωή σας με μια απλή συσκευή. Όχι άλλα εγχειρίδια οδηγιών και όχι άλλα πληκτρολόγια ή κουμπιά. Δεν μιλάμε όμως για ένα φανταχτερό νέο τηλεχειριστήριο. Όχι όταν ο εγκέφαλός σας είναι ήδη σε θέση να συνδεθεί με την τεχνολογία. 

Σύμφωνα με τον Edward Boyden, καθηγητή Benesse Career Development Lab στο MIT Media Lab, «Ο εγκέφαλος είναι μια ηλεκτρική συσκευή. Ο ηλεκτρισμός είναι μια κοινή γλώσσα. Αυτό είναι που μας επιτρέπει να διασυνδέσουμε τον εγκέφαλο με ηλεκτρονικές συσκευές». Ουσιαστικά, ο εγκέφαλος είναι ένας πολύπλοκος, καλά προγραμματισμένος υπολογιστής. Τα πάντα ελέγχονται από ηλεκτρικά ερεθίσματα που στέλνονται από νευρώνα σε νευρώνα.

Μια μέρα, μπορεί να μπορέσετε να παρέμβετε σε αυτό το σήμα όπως ακριβώς σε μια ταινία του Τζέιμς Μποντ, όπου μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα ρολόι για να παρέμβετε σε ένα συγκεκριμένο σήμα. Μπορεί μια μέρα να καταφέρετε να παρακάμψετε τις σκέψεις των ζώων ή ακόμα και άλλων ανθρώπων. Αν και η ικανότητα να ελέγχετε ζώα και αντικείμενα με το μυαλό σας φαίνεται σαν κάτι βγαλμένο από ταινία επιστημονικής φαντασίας, ο νοητικός έλεγχος μπορεί να είναι πιο κοντά στην καρποφορία από όσο φαίνεται.

Η Τεχνολογία

Ερευνητές στο Χάρβαρντ ανέπτυξαν μια μη επεμβατική τεχνολογία που ονομάζεται Διεπαφή Ελέγχου Εγκεφάλου (BCI) που επιτρέπει στους ανθρώπους να ελέγχουν την κίνηση της ουράς ενός αρουραίου. Φυσικά, αυτό δεν σημαίνει ότι οι ερευνητές έχουν τον απόλυτο έλεγχο του εγκεφάλου του αρουραίου. Για να μπορέσουμε πραγματικά να χειριστούμε τα σήματα του εγκεφάλου, θα πρέπει να κατανοήσουμε πλήρως τον τρόπο με τον οποίο κωδικοποιούνται τα σήματα. Αυτό σημαίνει ότι θα πρέπει να καταλάβουμε τη γλώσσα του εγκεφάλου.

Προς το παρόν, το μόνο που μπορούμε να κάνουμε είναι να χειριστούμε τη γλώσσα μέσω διακοπής. Φανταστείτε ότι ακούτε κάποιον να μιλά μια ξένη γλώσσα. Δεν μπορείτε να τους πείτε τι να πουν ή πώς να το πουν, αλλά μπορείτε να χειριστείτε την ομιλία τους διακόπτοντάς τους ή δείχνοντας ότι δεν μπορείτε να τους ακούσετε. Με αυτή την έννοια, μπορείτε να δώσετε σήματα σε ένα άλλο άτομο για να το κάνετε να αλλάξει την ομιλία του.

Γιατί δεν μπορώ να το έχω τώρα;

Προκειμένου να παρεμβαίνουν χειροκίνητα στον εγκέφαλο, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν μια συσκευή που ονομάζεται ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (EEG) που μπορεί να ανιχνεύσει ηλεκτρικά σήματα που περνούν από τον εγκέφαλό σας. Αυτά ανιχνεύονται μέσω μικρών, επίπεδων δίσκων από μέταλλο που προσκολλώνται στο κεφάλι σας και χρησιμεύουν ως ηλεκτρόδια.

Επί του παρόντος, η τεχνολογία BCI είναι απίστευτα ανακριβής, κυρίως λόγω της πολυπλοκότητας του εγκεφάλου. Μέχρι να μπορέσει η τεχνολογία να ενσωματωθεί απρόσκοπτα με τα ηλεκτρικά σήματα του εγκεφάλου, τα δεδομένα που εκπέμπονται από νευρώνα σε νευρώνα δεν θα υποβάλλονται σε σωστή επεξεργασία. Οι νευρώνες που βρίσκονται κοντά μεταξύ τους στον εγκέφαλο συχνά εξάγουν παρόμοια σήματα, κάτι που επεξεργάζεται η τεχνολογία, αλλά τυχόν ακραίες τιμές δημιουργούν έναν τύπο στατικού που η τεχνολογία BCI δεν είναι σε θέση να αναλύσει. Αυτή η πολυπλοκότητα μας καθιστά δύσκολο να αναπτύξουμε απλώς έναν αλγόριθμο για να περιγράψουμε το μοτίβο. Ωστόσο, μπορεί να είμαστε σε θέση να προσομοιώσουμε πιο περίπλοκα μήκη κύματος στο μέλλον αναλύοντας τα μοτίβα των εγκεφαλικών κυμάτων,

Οι πιθανότητες είναι ατελείωτες

Φανταστείτε το τηλέφωνό σας να χρειάζεται μια νέα θήκη και δεν έχετε όρεξη να ρίξετε άλλα τριάντα δολάρια για μια καινούργια στο κατάστημα. Αν μπορούσατε να φανταστείτε τις απαραίτητες διαστάσεις και να εξάγετε τα δεδομένα στο α εκτυπωτή 3D, θα είχατε τη νέα σας θήκη για ένα κλάσμα της τιμής και σχεδόν καθόλου προσπάθεια. Ή σε ένα πιο απλό επίπεδο, θα μπορούσατε να αλλάξετε το κανάλι χωρίς να χρειαστεί ποτέ να πιάσετε ένα τηλεχειριστήριο. Υπό αυτή την έννοια, το BCI θα μπορούσε να προγραμματιστεί για να διασυνδέεται και να ελέγχει μηχανές αντί για εγκεφάλους.

Επιτρέψτε μου να προσπαθήσω

Τα επιτραπέζια παιχνίδια και τα βιντεοπαιχνίδια έχουν αρχίσει να ενσωματώνουν την τεχνολογία EEG για να σας επιτρέπουν να δοκιμάσετε τον εγκέφαλό σας. Τα συστήματα που χρησιμοποιούν τεχνολογία EEG ποικίλλουν από απλά συστήματα, όπως το Star Wars Science Force Trainer, σε εξελιγμένα συστήματα, όπως το Συγκινητικός EPOC. 

Στο Star Wars Science Force Trainer, ο χρήστης εστιάζει στην αιώρηση μιας μπάλας διανοητικά, παρακινούμενος από την ενθάρρυνση του Yoda. ο Ενεργοποιητής νευρικών παλμών, ένα αξεσουάρ παιχνιδιού που κυκλοφορεί από τα Windows, το οποίο μπορεί να προγραμματιστεί να κάνει αριστερό κλικ και να ελέγχει διαφορετικά το παιχνίδι μέσω της έντασης στο κεφάλι, είναι λίγο πιο εξελιγμένο.

Ιατρικές εξελίξεις

Αν και αυτή η τεχνολογία μπορεί να φαίνεται σαν ένα φτηνό τέχνασμα, οι δυνατότητες είναι πραγματικά ατελείωτες. Για παράδειγμα, ένας παραπληγικός θα μπορούσε να ελέγξει τα προσθετικά άκρα εντελώς με τη σκέψη. Η απώλεια ενός χεριού ή ενός ποδιού δεν θα πρέπει να είναι περιορισμός ή ταλαιπωρία, καθώς το εξάρτημα θα μπορούσε να αντικατασταθεί από ένα βελτιωμένο σύστημα με τις ίδιες διαδικασίες λειτουργίας.

Αυτού του είδους τα εντυπωσιακά προσθετικά έχουν ήδη δημιουργηθεί και δοκιμαστεί σε εργαστήρια από ασθενείς που έχουν χάσει τον έλεγχο του σώματός τους. Ο Jan Scheuermann είναι ένας από τους 20 ανθρώπους που συμμετείχαν σε μια δοκιμή αυτής της τεχνολογίας. Ο Scheuermann είναι παράλυτος εδώ και 14 χρόνια από μια σπάνια ασθένεια που ονομάζεται σπονδυλοπαρεγκεφαλιδική εκφύλιση. Αυτή η ασθένεια ουσιαστικά κλειδώνει την Jan μέσα στο σώμα της. Ο εγκέφαλός της μπορεί να στείλει εντολές στα άκρα της, αλλά η επικοινωνία σταματά εν μέρει. Δεν μπορεί να κουνήσει τα άκρα της ως αποτέλεσμα αυτής της ασθένειας.

Όταν η Jan άκουσε για μια ερευνητική μελέτη που θα μπορούσε να της επιτρέψει να ανακτήσει τον έλεγχο των εξαρτημάτων της, συμφώνησε αμέσως. Όταν διαπίστωσε ότι μπορούσε να κινήσει ένα ρομποτικό χέρι με το μυαλό της όταν ήταν στην πρίζα, δηλώνει: «Κουνούσα κάτι στο περιβάλλον μου για πρώτη φορά εδώ και χρόνια. Ήταν αναπνευστικό και συναρπαστικό. Οι ερευνητές δεν μπορούσαν να σβήσουν το χαμόγελο από τα πρόσωπά τους για εβδομάδες».

Τα τελευταία τρία χρόνια εκπαίδευσης με τον ρομποτικό βραχίονα, τον οποίο αποκαλεί Hector, η Jan έχει αρχίσει να επιδεικνύει έναν πιο βελτιωμένο έλεγχο στο χέρι. Έχει πετύχει τον προσωπικό της στόχο να μπορεί να ταΐσει τον εαυτό της με μια σοκολάτα και έχει ολοκληρώσει πολλά άλλα καθήκοντα που έθεσε η ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Πίτσμπουργκ.

Με τον καιρό, ο Γιαν άρχισε να χάνει τον έλεγχο του βραχίονα. Ο εγκέφαλος είναι ένα εξαιρετικά εχθρικό περιβάλλον για τις ηλεκτρονικές συσκευές που πρέπει να εμφυτευθούν χειρουργικά. Ως αποτέλεσμα, μπορεί να δημιουργηθεί ουλώδης ιστός γύρω από το εμφύτευμα, εμποδίζοντας την ανάγνωση των νευρώνων. Η Jan είναι απογοητευμένη που δεν θα μπορέσει ποτέ να γίνει καλύτερη από ό,τι ήταν, αλλά «αποδέχτηκε [αυτό το γεγονός] χωρίς θυμό ή πικρία». Αυτό αποτελεί ένδειξη ότι η τεχνολογία δεν θα είναι έτοιμη για χρήση στο πεδίο για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Περιορισμοί

Προκειμένου η τεχνολογία να αξίζει τον κόπο, το όφελος πρέπει να υπερτερεί του κινδύνου. Αν και οι ασθενείς μπορούσαν να εκτελούν βασικές εργασίες με τα προσθετικά άκρα, όπως το βούρτσισμα των δοντιών, ο βραχίονας δεν προσφέρει αρκετή ποικιλόμορφη κίνηση για να αξίζει τα χρήματα και τον σωματικό πόνο της χειρουργικής επέμβασης στον εγκέφαλο.

Εάν η ικανότητα του ασθενούς να κινεί το άκρο επιδεινώνεται με την πάροδο του χρόνου, ο χρόνος που χρειάζεται για να κυριαρχήσει το προσθετικό μέλος μπορεί να μην αξίζει τον κόπο. Μόλις αναπτυχθεί περαιτέρω αυτή η τεχνολογία, θα μπορούσε να είναι εξαιρετικά χρήσιμη, αλλά προς το παρόν δεν είναι πρακτική για τον πραγματικό κόσμο.

Περισσότερο από ένα συναίσθημα

Δεδομένου ότι αυτά τα προσθετικά λειτουργούν λαμβάνοντας σήματα που αποστέλλονται από τον εγκέφαλο, η διαδικασία σήματος θα μπορούσε επίσης να αντιστραφεί. Τα νεύρα, όταν προτρέπονται από την αφή, στέλνουν ηλεκτρονικές παρορμήσεις στον εγκέφαλο για να σας ενημερώσουν ότι σας αγγίζουν. Θα μπορούσε να είναι δυνατό οι ηλεκτρονικές ώσεις μέσα στα νεύρα να στέλνουν σήματα προς την αντίθετη κατεύθυνση πίσω προς τον εγκέφαλο. Φανταστείτε να χάσετε ένα πόδι και να αποκτήσετε ένα καινούργιο που σας επιτρέπει ακόμα να αισθάνεστε το άγγιγμα.