Ondanks gedurfde voorspellingen van verschillende technologiebedrijven over de toekomst van neurale interfaces, staat de wetenschap van hersenuitbreiding nog in de kinderschoenen. Wat vinden wetenschappers van al deze hype die uit Silicon Valley komt? Mikhail Lebedev, een neurowetenschapper die werkt aan neurocomputerinterfaces aan de Duke University, ontving onlangs een prijs van $ 100.000 van Frontiers voor een verzameling van werk over hersenuitbreiding dat de afgelopen vier jaar is geschreven.
Deze prijs zou hem en zijn collega's Ion Opris (neurowetenschapper aan de Universiteit van Miami) en Manuel Casanova (MD aan de Universiteit van South Carolina) moeten helpen om volgend jaar een internationale conferentie over dit onderwerp samen te stellen. Singularity sprak met Lebedev om zijn mening te krijgen over de ontwikkeling van dit gebied.
Is de hype die we zien over neurale implantaten en hersenvergroting gerechtvaardigd?
In de komende 10 jaar zullen we de opkomst zien van verschillende soorten realistische prothesen en vele technologieën voor de revalidatie van overlevenden van een beroerte en ruggenmergletsel. De manier waarop het wordt beschreven in deze spraakmakende artikelen - zoals het feit dat een persoon leert typen met de kracht van het denken en miljoenen elektroden in de hersenen geïmplanteerd krijgt - dit alles zal gebeuren, maar over 20 jaar.
Ik zou het mis kunnen hebben, want nieuwe technologieën gaan snel vooruit. Was het 10 jaar geleden normaal om een elektrode van een halve millimeter in de hersenen te steken, nu zijn ze al op nanoschaal. Het decoderen van hersenactiviteit zal natuurlijk nog lang een uitdaging blijven.
Weten we genoeg over cognitieve processen om ermee te werken?
We hebben een basiskennis. We weten dat sommige delen van de hersenen meer 'cognitief' zijn (geassocieerd met leer- en cognitiefuncties) dan andere. Als u dus meer aanvullende informatie uit de hersenen wilt halen, moet u elektroden binnen of boven deze gebieden plaatsen. Maar we hebben een erg middelmatig idee van denken, dus ik denk niet dat we de komende 10 jaar zullen leren vrij zwevende gedachten te ontcijferen.
Wat betekent dit voor de hoop van mensen om hersenexpansie te gebruiken om te communiceren met AI? Is dit realistisch op korte of middellange termijn?
Promotie video:
Ik denk dat dit meer dan echt is, maar het eerste succes zal komen van augmented reality wanneer je je normale zintuigen, die redelijk goed zijn, gebruikt om te communiceren met AI. Laten we het exomozg noemen. Directe communicatie is dus echt een goed idee, maar het wordt nog steeds beperkt door het aantal kanalen voor een dergelijke koppeling. Het grootste probleem is dat we de hersencode niet echt begrijpen, dus we weten niet hoe we deze interface efficiënt kunnen maken.
Maar mijn geheugen is beperkt, dus een augmented reality-bril zou buitengewoon handig zijn, alsof de AI me vergezelt terwijl ik door de omgeving loop. Het is niet moeilijk voor te stellen dat de computer en de hersenen samenwerken. Dus de hersenen geven voorbeelden, de computer leert, en de hersenen profiteren van de rekenkracht van het externe apparaat.
Wat voor soort hersenvergroting kun je implementeren?
Neem een hersenfunctie aan en je kunt proberen deze aan te vullen. Onder de sensorische functies kunnen nieuwe zintuigen aan de hersenen worden toegevoegd. U kunt bijvoorbeeld een gevoel van elektromagnetische velden toevoegen dat we normaal niet voelen, en dat zal een nieuw gevoel zijn. U kunt deze nieuwe sensoren rond de omtrek van uw hoofd plaatsen voor een panoramisch zicht. Natuurlijk zou ik eerst op dieren experimenteren.
Je kunt ook proberen om bepaalde delen van de hersenen te stimuleren, maar op dit moment laat de overgrote meerderheid van het werk zien dat je alleen bepaalde stadia van gegevensverwerking kunt onderdrukken en niet kunt verbeteren. Een dergelijke onderdrukking kan echter gunstig zijn indien toegepast. Stel je bijvoorbeeld voor dat een persoon bepaalde problemen oplost en de computer het juiste antwoord weet - daarom stuurt hij een onderdrukkende impuls naar bepaalde delen van de hersenen en neigt deze naar een bepaalde oplossing.
Wat zijn de belangrijkste toepassingen van een hersensupplement?
Er zijn twee hoofdtakken. De eerste zijn niet-invasieve apparaten die heel gemakkelijk te implementeren zijn en lijken te werken. Het enige probleem is dat de kwaliteit van de signalen die ze afgeven beperkt is. Als je naar elektro-encefalogram (EEG) -systemen kijkt, worden ze weergegeven door de activiteit van een groot aantal neuronen en worden de krachtigste EEG's tijdens de slaap geregistreerd. Dus alle acties die verband houden met bijvoorbeeld nauwkeurige motorische functies, worden erg klein en je kunt ze niet detecteren op het EEG. Bovendien hebben EEG's last van allerlei artefacten.
EEG-apparaten zijn natuurlijk niet de enige die niet-invasieve technieken gebruiken. Functionele nabij-infraroodspectroscopie (fNIR) is ook een zeer goede niet-invasieve methode. Hiermee kunt u bepaalde soorten activiteiten markeren, maar het werkt erg langzaam.
Het potentieel van invasieve benaderingen is nog niet volledig gerealiseerd. We hebben nu de mogelijkheid om bijvoorbeeld 100 neuronen te lezen. In de toekomst, als we miljoenen neuronen lezen, kunnen we nadenken over decoderingsmethoden. Het belangrijkste obstakel van vandaag is dat voor invasieve chirurgie een apparaat in de hersenen moet worden geïmplanteerd.
Hoe zit het met farmacologische benaderingen om de hersencapaciteit te verbeteren?
Farmacologie is niet bepaald mijn sterke punt, maar medicijnformulatoren doen verbazingwekkende dingen. Ze kunnen moleculen ontwerpen voor specifieke taken die kunnen werken voor één receptor in de hersenen, maar niet voor andere, of voor een deel van de hersenen maar niet voor andere. Al deze methoden kunnen in principe worden verbeterd en lossen specifieke problemen op.
Het is zelfs mogelijk om hersencellen genetisch te modificeren, zoals bij optogenetica, waardoor cellen gevoelig worden voor licht. Dit is nog niet volledig geïmplementeerd omdat er veel mogelijkheden zijn. Cellen kunnen gevoelig zijn voor magnetische velden, rekken en zelfs mechanische bewegingen, wat ongebruikelijk is voor neuronen. Of cellen van een ander organisme kunnen in de hersenen worden geïmplanteerd. Elk sciencefiction-idee lijkt tegenwoordig heel haalbaar.
Wat zijn de mogelijke nadelen en nadelen van een hersensupplement?
Ik ben optimistisch, dus ik zie vooral pluspunten. We willen verbeteren, we willen minder primitieve mensen worden. Het belangrijkste nadeel van dit alles zal waarschijnlijk hetzelfde zijn als bij het nemen van medicijnen. Laten we ons een persoon voorstellen die een apparaat implanteert in het pleziercentrum in de hersenen en gewoon constant high wordt. Je zult dit waarschijnlijk niet leuk vinden, maar het zal velen aantrekken.
Bij het verstoren van de motivatie- en genotssystemen van de hersenen, kan dit een probleem worden. Meteen verschijnen de militairen, die de controle over hun soldaten overnemen. Bovendien kan elke neurocomputerinterface fungeren als een leugendetector. Je zult dingen opmerken die je normaal gesproken niet wilt opmerken, je wilt ze in het bezit van andere mensen laten.
Is er een risico dat de toegang tot deze technologieën ongelijk is?
Daar maak ik me geen zorgen over, want rijke mensen zullen zeker de eersten zijn die toegang krijgen tot systemen om hersenfuncties uit te breiden. Ja, ze zullen duur, onhandig en slecht presteren. Maar naarmate de technologie zich ontwikkelt, worden ze goedkoper en heeft iedereen toegang. Zo'n probleem zou dus niet moeten zijn in een kapitalistische samenleving.
ILYA KHEL
