Ochrnutí lidé mají vinou nemoci či nehody omezené možnosti komunikace s okolním světem. Mozky těchto lidí však v případě jejich neporušení stále vykazují nervovou aktivitu, díky čemuž jim čím dál vyspělejší rozhraní mezi mozkem a počítačem částečně může ztracené schopnosti navrátit.
Lidem po amputaci rukou například může pomoci ovládat počítač software pro rozpoznávání řeči. Vědci z Lékařského institutu Howarda Hughese (HHMI) na Stanfordově univerzitě zase dokázali dekódovat nervovou aktivitu spojenou s řečí, což je naděje pro její reprodukci u lidí s řečovým postižením.
A právě vědci z HHMI teď přišli na to, jak účinně usnadnit komunikaci ochrnutým lidem. Nové rozhraní mezi mozkem a počítačem BrainGate umožňuje psát myslí. Průlomový systém, který byl popsán v časopise Nature, využívá dvojici čtvercových mikročipů o rozměrech pilulky aspirinu vpravených do mozku. Každý z nich obsahuje 100 elektrod snímajících neuronové signály spojené se schopností psát rukopis. Algoritmus signály rychle a přesně převádí na písmena v počítači.
Psát pouhou myšlenkou
Výzkumníci pod vedením vědeckého pracovníka Franka Willetta technologii otestovali na ochrnutém 65letém muži s poškozenou míchou. Nejprve mu do mozku zavedli dvojici těchto miniaturních mikročipů.
Vědci muži pokládali otázky a on myslel na první písmeno každé své odpovědi. Přitom neurální síť (typ strojového učení) s pomocí tohoto rozhraní mozek–text úspěšně překládala neuronovou aktivitu do skutečných písmen na monitoru v reálném čase.
Ještě než začal psát, strojové učení se muselo naučit význam jednotlivých mozkových signálů. Nejprve tedy pacient psal písmena zvolená vědci, aby se počítač naučil „jazyk mozku“, až následně si mohl představovat vlastní písmena.
Systém velmi rychle a dobře rozpoznával konkrétní písmena, neboť každé vyvolávalo charakteristický vzor mozkové aktivity.
Muž myšlenkami na monitor převedl 90 znaků za minutu s přesností 94,1 procent, což je srovnatelné s rychlostí, jakou píší zdraví lidé stejné věkové kategorie na smartphonu (115 znaků za minutu). Není to první studie svého druhu. Průlomová je ovšem právě v rychlosti a přesnosti.
Ovládat objekty myslí
Co je to BrainGate?BrainGate je systém mozkových implantátů původně vyvinutý vědci z Brownovy univerzity, v čele s profesorem neurologie Leighem Hochbergem, a ve spolupráci s americkou společností Cyberkinetics. Systém BrainGate je založen na technologii pro snímání, analýzu a přenos jazyka neuronů. Skládá se z rozhraní implantovaného do motorického kortexu, které elektrodami analyzuje konkrétní mozkové signály. Princip systému BrainGate spočívá v tom, že i když signály v neporušeném mozku nejsou vysílány do určitých tělesných oblastí, jsou stále aktivní. Zde přichází čipy BrainGate, které tyto signály interpretují a převádějí do monitoru počítače, ať už v podobě pohybujícího se kurzoru nebo textu. BrainGate tak lidem se ztrátou kontroly nad tělesnými funkcemi umožňuje ovládat počítač silou myšlenek, a usnadňuje jim tak kontakt s vnějším světem. |
Sen o možnosti ovládat objekty myslí se v rámci projektu BrainGate přiblížil realitě v roce 2011. V experimentu dokázala žena jménem Cathy Hutchinsonová myslí pohybovat robotickou paží a kurzorem na monitoru počítače.
V roce 2015 muž a žena ve věku 50 let s amyotrofickou laterální sklerózou (postupná svalová paralýza) dovedli myšlenkou přesunut kurzor na monitoru počítače z jednoho bodu do druhého a vybírat písmena dvakrát rychleji než v experimentu z roku 2011. To údajně umožnila řada vylepšení, včetně odfiltrování elektrického ruchu oslabujícího příjem mozkových signálů. Tímto kurzorem napsala 40 slov za minutu.
Vědci se technologii snaží učinit rychlejší a přesnější. Podle jejich slov ale budou v případě BrainGate zapotřebí ještě další testy bezpečnosti, životnosti a účinnosti, než přijdou na řadu další klinické studie.
Čip pro každého
Nejdiskutovanějším hráčem na poli mozkových implantátů je firma Elona Muska Neuralink, která vyrábí mnohem přesnější čipy s tisíci vlasovitými elektrodami (čím více elektrod, tím větší přesnost) pro klinické použití. Tato vlákna má do lidského mozku v rámci zhruba 15minutové operace implantovat robot.
Se svým nejnovějším pokrokem se Elon Musk prostřednictvím videa pochlubil letos v dubnu. Je v něm k vidění opička Pager, která s pomocí dvou čipů o 1024 elektrodách bezkontaktně hraje videohru Pong. Makak dovedl myšlenkami pohybovat kurzorem i přesto, že k implantaci došlo jen několik týdnů před experimentem.
Do mozku Pagera byly umístěny dva implantáty. Jeden do motorického kortexu, který ovládá pohyb levé ruky, a do kortexu ovládajícího ruku pravou. Detailnější skenování mozkové aktivity umožnilo kvalitnější detekci aktivity neuronů a předpověď jejich chování.
Experiment s makakem byl průlomem v rámci aplikace, nikoliv technologie. Podobně funkční implantáty (BrainGate) už známe. Neuralink se ovšem snaží o komerční používání svých čipů. Technologii se snaží zjednodušit tak, aby byla snadno dostupná a využitelná pro každého. Proto jsou jeho implantáty stále menších rozměrů a je možné propojení přes Bluetooth s mobilním telefonem.
26. května 2021 |
Své čipy Neuralink testoval zatím jen na zvířatech. Pager hrající videohru myšlenkami je sice příslibem testů na lidech, ty ale Musk slibuje už dva roky.
Ale co rizika?
Užívání mozkových implantátů není bez rizik. Upozorňuje na ně například turecký IT specialista Rahmi Aktepe. Ten varuje před jejich zneužitelností hackery.
„Pokud je daný čip aktivně používán, je možné tyto lidi ovládat proti jejich vůli, a dokonce z nich udělat vraždící stroje,“ varuje Aktepe. Podle něj totiž budou vytvářeny nové viry, které by uživatele mozkových implantátů mohly navádět k neetickému jednání. Pokud by virus čip uživatele napadl, mohl by také poškodit jeho mozek či duševní zdraví.
Kognitivní psycholožka Susan Schneiderová například položila otázku, jaká je hranice pro lidskost? V extrémním případě by takový čip v mozku údajně mohl pro lidskou mysl představovat sebevraždu.
Naši lidskost totiž utváří osobnost a paměť. Modifikace založené na umělé inteligenci podle jejích slov sice lze účinně využít k doplnění nervové aktivity v mozku a vylepšení našich schopností, pokud by však technologie měla nahradit přirozeně fungující nervovou tkáň, v určitém okamžiku může ukončit lidský život vymazáním jeho osobnosti a jeho minulosti.
Raye Kurzweil, ředitel inženýrství ve společnosti Google, zase předpověděl, že do roku 2045 nastane možnost nahrávat myšlenky z lidského mozku do cloudu, což nás učiní nesmrtelnými. To, co nás však činí lidmi, je právě naše smrtelnost. Jsou tu tedy také etické a filozofické otázky.
