Hjärnan är en maskin, oavsett om du gillar det eller inte. Forskare har kommit till denna slutsats inte för att de alla är mekanistiska nördar, utan för att de har gott om bevis för att alla aspekter av medvetandet kan vara direkt kopplade till hjärnan. - Stephen Pinker.
Enligt vissa historiker var Harry Houdini den största trollkarlen i mänsklig historia. Hans hisnande flyr från låsta och förseglade rum, hans sinnesböjande stunts fick publiken att öppna munnen med förvånande. Han kunde få en person att försvinna och sedan dyka upp igen på det mest oväntade stället. Han visste också hur han skulle läsa andras tankar.
Åtminstone så var det utifrån.
Houdini själv glömde aldrig att förklara att allt han gör bara är en illusion, hand i hand och en serie skickliga knep. Det var omöjligt att läsa verkliga tankar, sa han till publiken.
Han tolererade inte bedrägeri och trodde att det var nödvändigt att slåss med skrupelfria "magiker" som försökte komma in i förmögenheten hos en förmögen beskyddare och pumpa ut pengar ur honom genom att ordna billiga trick och séances.
Han reste själv runt i landet och utsatte sådana charlataner; han tillkännagav i förväg att han kunde upprepa något av deras tankeläsningstrick. Han gick till och med i en kommitté inrättad av Scientific American magazine som lovade en generös belöning till alla som kunde bevisa att de hade verklig psykisk kraft (ingen vann någonsin priset).
Houdini var övertygad om att telepati var omöjlig. Men i dag bevisar vetenskapen något annat.
Telepati idag har blivit föremål för intensiv forskning vid universitet runt om i världen, och forskare har redan lyckats läsa enskilda ord, bilder och tankar i den mänskliga hjärnan med de senaste sensorerna.
Kampanjvideo:
I framtiden kan detta hjälpa oss att hitta ett vanligt språk med människor som efter en stroke eller en olycka bara kan kommunicera med andra genom ögonrörelser. Men detta är bara början. Telepati kan radikalt förändra hur en person kommunicerar med en dator och omvärlden.
I en nyligen 5-i-5-prognos, som traditionellt citerar fem banbrytande upptäckter under de kommande fem åren, sade IBM att vi kommer att kunna mentalt kommunicera med datorer, och sådan kommunikation kan ersätta både mus och röst lag.
Det betyder att du med hjälp av tankekraften kan ringa telefonsamtal, betala räkningar, köra bil, boka tid, skapa vackra symfonier, måla bilder och liknande. Möjligheterna är verkligen oändliga, och alla - från datorjättar, utbildare, musikstudior och videospelföretag till Pentagon - kommer att dra fördel av dem.
Sann telepati, så vanligt inom vetenskap och icke-science fiction, är omöjlig utan hjälp utanför. Men vi vet att hjärnans arbete är elektriska signaler. Det är återigen känt att rörelsen hos en elektron genererar elektromagnetisk strålning.
Detsamma kan sägas om elektronerna som vibrerar inuti hjärnan: de avger också signaler. Men dessa signaler är för svaga för att bli upptagna av andra människor; även om vi lyckades skulle vi knappast kunna förstå dem. Evolution har inte gett oss förmågan att förstå kakofonin av slumpmässiga radiosignaler, men datorer är ganska kapabla till detta.
Forskare vet redan hur man ungefär kan avkoda mänskliga tankar med EEG. Under experimentet var patienten tvungen att sätta på sig en hjälm med sensorer i huvudet och fokusera på en viss bild - säg, en bild av en bil.
Sedan registrerades och bearbetades elektromagnetiska signaler från hjärnan associerade med olika bilder; efter ett tag var det möjligt att samla en rudimentär ordlista med tankar, där varje EEG-signal motsvarar en viss bild. När någon nu får en bild av en helt annan bil kan datorn känna igen EEG-signalen som är kopplad till bilen.
Fördelarna med EEG är användarvänlighet och snabbhet. Det räcker med att sätta på sig en hjälm med många elektroder, och enheten kommer att kunna spela in signaler som ändras varje millisekund.
Men vi har redan sett att EEG-metoden har ett allvarligt problem: elektromagnetiska vågor förvrängs när de passerar genom skallen, så det är mycket svårt att fastställa deras källa. Med den här metoden kan du se om du funderar på en bil eller en byggnad, men bilden på bilen kan inte återställas. Men det är här arbetet för Dr. Jack Gallant hjälper.
Mind Videos
Mycket av denna forskning är inriktad på University of California, Berkeley, där jag fick min doktorsexamen i teoretisk fysik för många år sedan. Jag hade tur att besöka Dr. Gallants laboratorium, vars grupp uppnådde det till synes omöjliga: de lyckades spela in folks tankar på video.
”Detta är ett allvarligt steg mot fullständigt erkännande av interna bilder. Vi öppnar fönstret till vår biograf, säger Gallant.
När jag kom till laboratoriet slog jag genast av teamet av entusiaster - forskarstuderande och unga forskare. De tittade inte upp från datorskärmarna och tittade försiktigt på videobilderna som återhämtats från resultatet av en genomsökning av någons hjärna. Generellt, när du pratar med Gallants personal känner du dig som ett vittne till en vetenskaplig historia.
Gallant förklarade att först försökspersonen på en gurney långsamt transporteras in i en enorm modern MRI-maskin, som kostar mer än 3 miljoner dollar. Sedan visas han flera videoklipp (som trailers för filmer som inte är svåra att hitta på YouTube).
För att samla in tillräckligt med data måste ämnet sitta stilla i timmar och titta på dessa klipp är en ganska svår uppgift. Jag frågade en av forskarna, Dr. Shinji Nishimoto, hur de lyckades hitta frivilliga som var villiga att ligga stilla i flera timmar och titta på videoklipp. Han sa att gruppmedlemmarna själva frivilliga att vara marsvin i sin egen forskning.
Medan motivet tittar på en film skapar MR-maskinen en tredimensionell bild av blodflödet i hjärnan. Det är en samling av 30 000 poäng eller voxels. Varje voxel representerar energi vid en specifik punkt, och dess färg motsvarar signalintensiteten och därmed blodflödet.
Röda prickar återspeglar hög nervös aktivitet, vita prickar - mindre. (Den sista bilden ser mycket ut som en krans av tusentals nyårsbelysningar i form av en hjärna. Det är uppenbart att när man tittar på videoklipp koncentreras det mesta av hjärnans mentala energi i den visuella cortexen, som ligger på baksidan av hjärnan.)
Gallants MR-maskin är så kraftfull att den kan skilja två till tre hundra separata områden i hjärnan; i genomsnitt finns det hundra poäng på bilderna för varje område. (Ett av målen med ytterligare framsteg inom MR-tekniken är att uppnå ännu högre upplösning och fler prickar per hjärnregion.)
Till en början ser en 3D-samling av färgade prickar ut som fullständig nonsens, men flera års forskning har gjort det möjligt för Dr. Gallant och hans kollegor att utveckla en matematisk formel som letar efter förhållanden mellan vissa bildegenskaper (linjer, strukturer, ljusstyrka och liknande) och voxellerna i en MR-bild.
Om vi till exempel betraktar gränsen som skiljer de ljusare och mörkare områdena blir det tydligt att kanten bildar ett visst mönster på platsen för voxels.
Genom att tvinga varje ämne att se den enorma samlingen av videoklipp i följd förfinade och byggde forskarna igen den matematiska formeln; datorn analyserade själv hur vissa bilder konverteras till MRI-voxels. Med tiden kunde forskare etablera en direkt korrelation mellan vissa mönster av MRI-voxlar och funktionerna i den visade bilden.
I slutet visas motivet ytterligare ett videoklipp. Datorn analyserar voxels som erhållits från visning av den och återskapar den ursprungliga bilden i en grov approximation. (Datorn väljer bilder från de hundratals videoklipp som är närmast den du just tittade på och blandar sedan bilderna för att få mest likhet.)
Därmed kan datorn konstruera en otydlig video av de visuella bilder som passerar i följd framför sinnets öga. Dr. Gallants matematiska formel är så universell att du kan ta en uppsättning MRI-voxlar och förvandla den till en bild, eller så kan du göra det motsatta - ta en bild och konvertera den till MRI-voxels.
Jag hade möjlighet att titta på videon producerad av Dr. Gallants team och det gjorde ett mycket starkt intryck på mig. Ansikten, djur, gatescener - som att titta på en video genom mörka glasögon. Det är omöjligt att se detaljerna på byggnadernas ansikten eller fasader, men objektets natur är lätt att gissa.
Men detta program kan inte bara dechiffrera vad du faktiskt ser, utan också vad du visualiserar. Till exempel ombads du att presentera Mona Lisa. Vi vet från MR-skanningar att även om det inte finns någon bild framför dina ögon just nu, tänker din hjärnas visuella cortex.
När du tänker på Mona Lisa skannar Dr. Gallants mjukvara din hjärna och söker i sin databas för att hitta den närmaste matchen. I ett av experimenten jag bevittnade valde datorn ett fotografi av skådespelerskan Salma Hayek som den närmaste matchen till Mona Lisa.
Naturligtvis kan den genomsnittliga personen lätt känna igen hundratals olika ansikten, men det faktum att en dator analyserade en bild i en persons huvud och valt ett foto bland de miljoner slumpmässiga bilder som står till sitt förfogande är imponerande.
Målet med detta arbete är att skapa en korrekt ordbok som skulle göra det möjligt att snabbt hitta en korrespondens mellan föremål i den omgivande världen och ett MR-mönster som läses från den mänskliga hjärnan. Det är uppenbart att det är oerhört svårt att upprätta en detaljerad och korrekt matchning, och det här arbetet kommer troligen att ta många år.
Vissa kategorier av bilder känns emellertid ganska enkelt, för det räcker det bara att söka igenom en färdig bilddatabas. Till exempel, när Dr. Stanislas Dehen från College de France i Paris arbetade med MR-skanningar av hjärnans parietallabb, där numret igenkänns, påpekade en av hans assistenter vederbörligen att han kunde se med MR-skanningen vilket nummer ämnet tittade på.
Det visade sig verkligen att vissa nummer genererar ganska igenkännliga mönster på MR-skanningar. Dr. Dehen noterar: "Om du tar 200 voxels inom det här området och ser vilka som är aktiva och vilka som inte är det, kan du bygga en självlärande enhet som kan läsa numren som för närvarande finns i minnet."
Frågan kvarstår när vi kommer att kunna få en högkvalitativ video av våra tankar (och om vi alls kan).
Tyvärr, när man visualiserar en bild, förloras viss information, och hjärnforskning bekräftar detta. Om vi jämför en MR-bild av hjärnan som tas när en person tittar på en blomma med en MR-bild som tas när han bara tänker på en blomma, kommer skillnaden att vara uppenbar: den andra bilden kommer att ha färre informativa poäng än den första.
Så denna teknik, även om den kommer att förbättras dramatiskt under de kommande åren, kommer aldrig att vara perfekt.
Jag läste en gång en berättelse där andan uppmanar en person att uppfylla sina tre önskningar - att skapa allt som denna person kan föreställa sig. Historiens hjälte ber om en lyxbil, ett flygplan och en miljon dollar. En stund efter det är han lycklig.
Men så fort han tittar närmare på magiska saker visar det sig att det inte finns några motorer i bilen och i planet, och bilden på dollarräkningar är otydlig och suddig. Allt är inte riktigt, eftersom våra minnen om saker bara speglar verkligheten.
Med tanke på den hastighet med vilken forskare började dechiffrera MR-bilder av hjärnan kan man undra: kommer vi inte att få en verklig möjlighet att läsa ord och tankar direkt från en persons huvud i en mycket nära framtid?
Tankeläsning
Jag måste säga att i byggnaden intill Gallant-laboratoriet läser en annan läkare - Brian Parsley - med sina kollegor bokstavligen mänskliga tankar, åtminstone i princip. En av hans assistenter, Dr. Sarah Szczepanski, förklarade för mig hur de lyckas känna igen ord i en persons sinne.
Forskarna använde elektrokortikografi (ECoG) -teknologi, som ger en ordning med större tydlighet och starkare signal än en traditionell EKG. ECoG tillhandahåller enastående data när det gäller noggrannhet och upplösning eftersom signaler läses direkt från hjärnans yta och inte rör sig genom skallen.
En obehaglig egenskap med denna metod är att för dess tillämpning är det nödvändigt att ta bort en del av skallen och placera ett fint nät med 64 elektroder vid noderna på 8 × 8 mm-gitteret direkt på den nakna hjärnan.
Lyckligtvis kunde de få tillstånd att experimentera med ECoG-genomsökningar av epileptiska patienter som drabbades av försvagande anfall. Nätet placerades på patientens hjärna under öppenhjärnkirurgi utförd av läkare vid University of California, San Francisco.
Patienten hör hör ord, och signaler från hans hjärna registreras av elektroder, matas in i enheten och spelas in. Med tiden bildas en ordlista, där varje ord tilldelas en signal som tas emot från elektroderna. Senare, när detta ord uttalas igen, visas en känd elektrisk signal på enheten. Detta innebär att om en person uttalar ordet mentalt, tar datorn upp en karakteristisk signal och kan känna igen den.
Denna teknik gör det möjligt att föra en konversation helt telepatiskt. Dessutom är det möjligt att fullständigt förlamade slagoffer kommer att kunna "tala" med hjälp av en talsyntes som identifierar de elektriska mönstren för enskilda ord.
Det är inte förvånansvärt att MMI (gränssnitt mellan hjärn-maskin) har framträtt som ett av de hetaste forskningsområdena, med vetenskapliga team över hela Amerika som tillkännager stora upptäckter. Liknande resultat erhölls av forskare vid University of Utah 2011. De placerade ett rutnät med 16 elektroder på området för hjärnbarken som var ansvarig för ansiktsmuskelns rörelse (det styr rörelserna i munnen, läpparna, tungan och ansiktet) och området Wernicke, som behandlar information relaterad till tal.
Då uppmanades personen att säga tio vanligaste ord, som "ja" och "nej", "het" och "kallt", "äta" och "dricka", "hej" och "adjö", "mer" och "mindre" …
Genom att spela in de signaler som avges av hjärnan när de uttalar dessa ord har forskare sammanställt en ungefärlig ordbok för korrespondensen mellan de talade orden och hjärnsignalerna. Senare, när patienten uttalade något av dessa ord, kunde de identifiera dem från anteckningarna med en noggrannhet av 76 till 90%. Som nästa steg planeras det att använda ett rutnät med 121 elektroder för bättre upplösning.
I framtiden kan en sådan procedur vara användbar för dem som har drabbats av en stroke eller annan förlamande sjukdom, såsom amyotrofisk lateral skleros; sådana patienter kommer att kunna lära sig att tala med MMI-tekniken.
Skriv ut med tankens kraft
På Mayo Clinic, Minnesota, utrustade Dr. Jerry Shea epileptiska patienter med ECoG-sensorer så att de kunde lära sig skriva med sina sinnen. Allt som behövs för att en sådan enhet ska fungera är en enkel kalibrering.
Först får patienten en serie bokstäver och uppmanas att fokusera mentalt på var och en av dem. Medan ämnet undersöker nästa bokstav registrerar datorn de signaler som avges av hjärnan. Liksom i andra liknande experiment, om det är möjligt att komponera en ordlista, måste efteremnet bara tänka på bokstaven så att den visas på skärmen. Således får en person möjlighet att skriva ut med tankens kraft.
Ledaren för detta projekt, Dr. Shi, hävdar att noggrannheten för hans apparat når nästan 100%. Han hoppas att han i framtiden kommer att kunna skapa en maskin för att spela in inte bara ord utan också bilder som är födda i patientens hjärna. En sådan anordning kan vara användbar för konstnärer och arkitekter, men som vi redan har sagt har ECoG-tekniken en betydande nackdel: elektroderna måste vara i direktkontakt med hjärnan.
Under tiden kommer EEG-skrivmaskiner - de är icke-invasiva - långsamt in på marknaden. Även om de inte skriver ut så exakt som ECoG-baserade maskiner kan de säljas till den första personen de träffar och du behöver inte öppna din egen skalle för att använda dem.
Det österrikiska företaget Guger Technologies demonstrerade nyligen en sådan maskin vid en mässa. Enligt företagsrepresentanter kan vem som helst lära sig att använda det på cirka tio minuter; då kan du skriva ut med en hastighet av 30-50 tecken per minut.
Telepatisk diktation och komposition av musik
Nästa steg kan vara överföring av hela konversationer, vilket dramatiskt skulle påskynda utvecklingen av telepatisk kommunikation. Problemet är emellertid att detta kräver att man sammanställer en korrekt ordbok med flera tusen ord och deras motsvarande EEG-, MRI- eller ECoG-signaler.
Men om flera hundra speciellt utvalda ord kan identifieras av elektriska signaler är det förmodligen möjligt att snabbt överföra orden i vanlig konversation. Detta innebär att en person kommer att tänka i hela meningar och stycken, och datorn kommer att skriva ut dem.
Sådan teknik kan vara användbar för journalister, författare och poeter, som bara måste tänka, och datorn skulle acceptera deras mentala diktat. Dessutom kan datorn fungera som en mental sekreterare. Du skulle ge en sådan robotsekreterare instruktioner om lunch, vägbeskrivning och resdatum, semesterplaner och han själv skulle boka och organisera allt.
Men inte bara tal utan också musik kan spelas in på detta sätt. Det skulle räcka för musiker att bara mentalt brumma några melodier, och datorn skulle skriva ut dem i musikaliska notationer. För att göra detta måste du först humla en serie anteckningar och skriva ned motsvarande elektriska signaler i datorn. Resultatet är en ordlista, och nästa gång du tänker på en musikalisk not är datorn redo att skriva ner den i musikaliska notationer.
I science fiction kommunicerar telepath ofta med varandra oavsett språkbarriärer, eftersom tankar tros vara universella. Det är dock mycket möjligt att detta inte är fallet.
Känslor och känslor kan verkligen vara icke-verbala och universella, så de kan antagligen sändas telepatiskt till vem som helst, men rationella tankar är mycket nära besläktade med språket. Det är osannolikt att svåra tankar kommer att övervinna språkbarriären. Ord kommer även att överföras telepatiskt på samma språk som vi talar.
Telepatiska hjälmar
Telepatiska hjälmar är också vanliga inom science fiction. Du sätter på det och du är klar! - du kan läsa andras tankar. Den amerikanska armén, måste jag säga, visar stort intresse för denna teknik. I verklig strid, när explosioner dundrar runt och kulor susar över huvudet, kan en telepatisk hjälm vara en frälsning, eftersom det i stridssituationer är svårt att säkerställa överföring av kommandon och meddelanden.
(Jag kan bekräfta detta personligen. För många år sedan, under Vietnamkriget, tjänstgjorde jag i infanteriet i Fort Benning, nära Atlanta, Georgia. Under skjutningen lät explosionerna av handgranater och maskingevärseld öron öronaktiga; bruset var så högt, att det helt enkelt var omöjligt att höra någonting över det.”Tre dagar efter det ringde mina öron.) Med en telepatisk hjälm kunde en soldat, trots ljudet och brummet, mentalt kommunicera med andra soldater i hans pelodon.
Armén tilldelade nyligen ett bidrag på 6,3 miljoner dollar till Dr. Gervin Schalk från Albany College of Medicine, New York, men alla förstår att utvecklingen av en riktig telepatisk hjälm tar mer än ett år.
Hittills experimenterar Dr. Schalk med ECoG-teknik, som kräver att ett nät med elektroder placeras direkt på hjärnans yta. I det här fallet kan datorn redan känna igen vokaler och 36 enskilda ord i arbetshjärnan.
I vissa experiment lyckas forskaren att uppnå nästan 100% noggrannhet. Hittills är tekniken emellertid inte lämplig för den amerikanska armén, eftersom den kräver att en del av skallen tas bort i en ren, steril operationssal. Dessutom är erkännande av vokaler och 36 ord långt ifrån detsamma som att skicka brådskande meddelanden till huvudkontoret i stridens hetta. Men experiment med ECoG visar att mental kommunikation på slagfältet är möjlig.
En annan metod studeras för närvarande av Dr. David Peppel från New York University. I stället för att öppna dödskallarna använder han tekniken för magnetoencefalografi (MEG), det vill säga skapar elektriska laddningar i hjärnan med små pulser av magnetisk energi snarare än elektroder.
Fördelen med denna teknik, utöver icke-invasivitet, är att MEG-maskinen, till skillnad från de långsammare MR-maskinerna, kan mäta momentana förändringar i neuroner exakt. Peppel kunde under experimenten registrera den elektriska aktiviteten i hörselcentret i barken just nu när en person mentalt uttalar ett visst ord.
Men hans metod har också nackdelar: den här typen av inspelning görs med hjälp av stora skrivbordstorlekar för att generera magnetiska pulser.
Uppenbarligen vill många skapa en sinnesläsnings- och överföringsenhet som är icke-invasiv, bärbar och korrekt. Dr. Peppel hoppas att hans arbete med MEG-teknik kommer att komplettera forskningen med EEG-sensorer. Men vi kommer förmodligen att behöva vänta många år till på att verkliga telepatiska hjälmar ser ut, eftersom MEG- och EEG-enheter inte är så exakta.
MR i en mobiltelefon
För närvarande är vi också begränsade av befintliga verktygs relativa primitivitet. Men med tiden kommer fler och mer sofistikerade instrument att visas med vilka vi kan undersöka hjärnan bättre och bättre. Nästa stora genombrott kan vara en bärbar MR-maskin.
Anledningen till att en MRI-maskin nu måste vara så enorm är att den måste skapa ett enhetligt magnetfält, eftersom ju mer enhetligt fältet är, desto högre är upplösningen för enheten.
Ju större magnet, desto mer enhetligt blir fältet och desto mer exakta blir bilderna. Emellertid vet fysiker de exakta matematiska egenskaperna hos magnetfält (de fastställdes av James Clerk Maxwell redan på 1860-talet).
1993, i Tyskland, designade Dr. Bernhard Blumich och hans kollegor världens minsta MR-maskin, som inte var större än en diplomat. En sådan anordning använder ett svagt och inte särskilt enhetligt magnetfält, men superdatorn är ganska kapabel att analysera magnetfältet och justera de resulterande bilderna i enlighet därmed så att resultatet blir en realistisk tredimensionell bild.
Och eftersom datorns kraft fördubblas vartannat år har dagens datorer redan tillräckligt med processorkraft för att analysera magnetfältet som skapats av en apparatur i storleken och kompensera för dess snedvridning.
År 2006 demonstrerade Dr. Blumich och hans kollegor kapaciteten hos sin maskin genom att ta MR-skanningar av mamman från den forntida mänskliga Ötzi, frusen i is för cirka 5 300 år sedan, i slutet av den senaste istiden. Sedan Ötzi frös till döds i ett besvärligt läge med armarna utspridda till sidorna var det ganska problematiskt att fylla sin kropp i en traditionell MR-maskin, men Dr Blumichs bärbara maskin hanterade lätt uppgiften och fick bilder.
Fysiker tror att när datorer växer i kraft kan framtidens MR-maskin inte vara större än en mobiltelefon. Data från en sådan enhet kan omedelbart vidarebefordras till en superdator, som kommer att bearbeta informationen och bygga en tredimensionell bild. (I detta fall kompenseras magnetfältets svaghet av ökningen av datorkraft.)
Då kommer forskningen att påskyndas många gånger. "Kanske är skapandet av en enhet som liknar den fantastiska tricorder från filmen Star Trek precis runt hörnet," säger Dr Blumich.
(Trikordaren är en liten handhållen skanningsenhet som omedelbart kan diagnostisera någon sjukdom.) I framtiden kan du ha en kraftfullare dator i ditt hemmedicinska skåp än en större universitetsklinik kan skryta med idag.
Och du behöver inte vänta på tillstånd från en klinik eller universitet för att använda en dyr MR-enhet; du kommer att kunna samla in all nödvändig information själv utan att lämna vardagsrummet (för detta räcker det att hålla en bärbar MR-maskin över kroppen) och skicka den via e-post till laboratoriet för analys.
Förresten, det kan betyda att det en dag kommer att vara möjligt att göra en telepatisk hjälm baserad på MRI, eftersom upplösningen med den här metoden är mycket bättre än med EEG-skanning. Det är vad som troligtvis kommer att hända i framtiden.
En elektromagnetisk spole kommer att placeras inuti hjälmen för att generera ett svagt magnetfält och radiopulser som undersöker hjärnan. Under kamp kommer råa MR-signaler att skickas till fickdatorn på soldatens bälte.
Därefter överförs informationen via radio till en server som ligger långt från slagfältet. Den slutliga databehandlingen kommer att utföras på en superdator i en avlägsen stad. När det har behandlats sänds meddelandet tillbaka till soldaterna på slagfältet via radio. Kämparna kommer antingen att höra meddelandet via hörlurar eller ta emot det via elektroder placerade på hörselbarken.
DARPA och den mänskliga faktorn
Med tanke på kostnaden för forskning har vi rätt att fråga: vem betalar för det? Privata företag har nyligen visat intresse för denna avancerade teknik, men till och med nu har många av dem inte bråttom att investera i forskning, som ännu inte är känd när den kommer att betala sig och om den kommer att lönas.
Hittills är huvudsponsorn för denna forskning US Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), som ägs av Pentagon, som vid en tidpunkt initierade forskning om några av 1900-talets viktigaste tekniker.
DARPA bildades av president Dwight D. Eisenhower efter att ryssarna lanserade den första satelliten i jordens omloppsbana 1957, chockerande den västra världen.
Eisenhower insåg att Förenta staterna lätt skulle kunna förlora rasen mot sovjeterna för ny teknik och grundade byrån så att landet kunde fortsätta att konkurrera med ryssarna. Under åren har vissa projekt som initierats av byrån vuxit så mycket att de blev oberoende. En av de första avkommorna till DARPA var NASA.
Byråns strategi läser som science fiction: dess "enda referenspunkt är radikal innovation." Det enda skälet till dess existens är "att påskynda framtiden."
DARPA-forskare pressar ständigt gränserna för det fysiskt möjliga. Som en av byråns tidigare chefer, Michael Goldblatt, sa, försöker de inte bryta mot fysiklagarna,”eller åtminstone inte medvetet. Eller åtminstone inte mer än ett i varje program."
Det som skiljer byrån från science fiction är emellertid en imponerande lista över mycket verkliga framsteg. Ett av de tidigaste DARPA-projekten på 1960-talet var ARPANET, ett militärt telekommunikationsnätverk som enligt utvecklarna skulle tillhandahålla elektronisk kommunikation mellan forskare och tjänstemän under och efter andra världskriget.
1989 beslutade National Science Foundation att mot bakgrund av den sovjetiska blockets kollaps var det ingen mening att hålla denna utveckling hemlig. Denna teknik har avklassificerats; ritningar och koder publicerades, och som ett resultat blev ARPANET Internet.
När det amerikanska flygvapnet behövde ett ballistiskt missilkontrollverktyg i rymden, lanserade DARPA Project 57, ett topphemligt projekt som syftade till att skicka vätebomber för att säkra lagringsanläggningar för sovjetiska missiler i händelse av ett kärnkraft. Senare bildade detta projekt grunden för GPS-systemet. Idag pekar det vägen inte till kärnmissiler, utan förlorade bilister.
DARPA har varit en nyckelaktör i en serie uppfinningar som har förändrat 1900- och 21-talets ansikte, inklusive mobiltelefoner, nattvisionsglasögon, avancerad kommunikation och vädersatelliter.
Jag hade turen att kommunicera flera gånger med forskare och administratörer för denna organisation. En gång, efter att ha träffat en av byråns tidigare direktörer vid en mottagning där många forskare och futurister deltog, frågade jag honom en fråga som länge hade intresserat mig: varför snusar hundar fortfarande bagage för närvaron av sprängämnen på flygplatserna?
Har vi inte tillräckligt känsliga sensorer som kan ta upp spår av explosiva kemikalier i luften? Han svarade att DARPA var aktivt involverad i denna fråga, men hade allvarliga tekniska problem.
Hundens luktreceptorer, sade han, har utvecklats under miljoner år och kan känna till och med några molekyler av ett ämne i luften. Det är extremt svårt att uppnå samma känslighet från tekniska apparater, även de mest avancerade och fininställda.
Vi kommer troligen att behöva fortsätta att förlita oss på fyrbenshjälpare och situationen kommer inte att förändras inom överskådlig framtid.
En annan gång deltog en grupp DARPA-fysiker och ingenjörer på mitt seminarium om teknikens framtid. Efter mötet frågade jag vad som oroade dem mest. De enda oroligheterna, svarade de, är den offentliga bilden av deras organisation.
De flesta har aldrig hört talas om DARPA, och vissa förknippar till och med byrån med regeringens mörka skurkaktiga machinationer - från lögnen om UFO: er, 51 (en avlägsen division i Edwards Air Force Base, där enligt officiella data, experimentella flygplan och vapensystem utvecklas) och Roswell (nära staden Roswell i New Mexico i juli 1947 antas det att en UFO-krasch inträffade. Enligt den officiella versionen var det upptäckta objektet en meteorologisk ballong) till meteorologiska vapen och liknande. De suckade och talade om det med sorg. Om alla dessa rykten var sanna, skulle de naturligtvis gärna dra nytta av främmande teknik. Det skulle vara bra! Det skulle vara en drivkraft för riktiga projekt!
Idag syftar DARPA, som har en budget på 3 miljarder dollar, att skapa ett hjärnmaskingränssnitt. När Michael Goldblatt diskuterar sina potentiella tillämpningar föreslår man att driva fantasins gränser.
Föreställ dig hur det skulle vara om soldater kunde kommunicera med varandra genom bara en tanke … Föreställ dig att faran för en biologisk attack skulle försvinna. Och föreställ dig ett ögonblick en värld där lärande inte är svårare än det är, och utbytet av skadade kroppsdelar är organiserat inte mindre bekvämt än ett kafé som betjänar kunder i bilen. Så otroligt som dessa bilder och utmaningar kan verka, det är allt en del av det dagliga arbetet för Defense Science Division [of DARPA]. - Michael Goldblatt, tidigare DARPA-verkställande direktör.
Goldblatt tror att historiker i framtiden kommer att dra slutsatsen att resultaten på DARPAs arbete på lång sikt har bidragit till att förbättra den mänskliga naturen (han talar om "vår framtida historiska styrka"). Och han noterar att den välkända arméslogan "Var allt du kan" får en ny betydelse när den tillämpas på förbättringen av människans natur.
Det är kanske ingen slump att Michael Goldblatt främjar idén att förbättra den mänskliga naturen på byrån med en sådan glöd. Hans dotter lider av cerebral pares och är begränsad till rullstol hela sitt liv. Sjukdomen stör naturligtvis mycket hennes liv (trots allt behöver hon hjälp utanför varje dag och timme), men flickan ger inte upp och övervinner motgångar.
Hon är på college och drömmer om att starta sitt eget företag. Goldblatt döljer inte att han är inspirerad av sin dotters viljestyrka. Washington Post-redaktör Joel Garro sa:”Han är upptagen med att spendera många miljoner dollar för att skapa det som kan vara nästa steg i mänsklig evolution. Och ändå glömmer han inte att tekniken, i vilken han är inblandad, en dag kanske kommer att låta hans dotter inte bara gå, utan också att övervinna sjukdomen."
Sekretessproblem
När människor först hör om tankeläsningsmaskiner tenderar folk att uttrycka oro över att bevara en persons integritet. Tanken på att en bil kan vara dold någonstans, läsa våra djupaste tankar utan tillstånd, gör någon nervös.
Mänskligt medvetande, som vi betonade, är omöjligt utan ständig modellering av framtiden. För att denna simulering ska vara korrekt måste vi ibland vandra i vår fantasi in i omoraliskt eller laglöst territorium, men i alla fall - det spelar ingen roll om vi implementerar sådana scenarier i verkligheten eller inte - föredrar vi att hålla dessa tankar för oss själva.
Livet skulle vara mycket lättare för forskare om de kunde läsa sinnen på avstånd med bärbara enheter (snarare än klumpiga hjälmar eller kirurgisk öppning av skallen), men fysikens lagar gör processen extremt svår.
När jag frågade Dr. Nishimoto, anställd på Dr. Gallants laboratorium i Berkeley, en fråga om integritet, log han och svarade att utanför hjärnan försvagas radiosignaler snabbt och redan på två meters avstånd från en person är de för svaga för att innehålla något i dem. plocka isär.
(Alla studerade Newtons lagar i skolan, så du kommer förmodligen ihåg att attraktionskraften försvagas i förhållande till kvadratet på avståndet mellan föremål, och när du fördubblar avståndet till en stjärna, kommer attraktionskraften som verkar på dig att försvagas fyra gånger. Men magnetfält försvagas mycket snabbare. signalerna är omvänt proportionerliga till kuben eller fjärdedriftens fjärde effekt, så om avståndet fördubblas försvagas magnetfältet åtta gånger eller mer.)
Dessutom finns det alltid externa störningar i luften som maskerar de redan svaga signalerna från hjärnan. Detta är en av orsakerna till att forskare inte kan utföra sina experiment utanför laboratorieväggarna. Även under dessa förhållanden lyckas de bara ta ut enskilda bokstäver, ord eller bilder från den fungerande mänskliga hjärnan.
Hittills har tekniken inte kunnat spela in hela skredet av tankar som fyller hjärnan när vi samtidigt överväger flera bokstäver, ord, fraser eller bearbetar annan information, så användningen av dessa enheter för att läsa sinnen "som i en film" idag är omöjlig och kommer att förbli så. mer än ett dussin år.
Under överskådlig framtid kommer hjärnskanning fortsätta att kräva direkt tillgång till den mänskliga hjärnan i en laboratorieinställning. Men även i det osannolika fallet att någon hittar ett sätt att läsa sinnen på avstånd kan du alltid motverka det.
För att dölja de mest omtyckta tankarna från utomstående kan du använda skärmen och blockera strålningen från hjärnan så att den inte faller i fel händer.
Detta kan enkelt göras med den så kallade Faraday-buren, som den stora brittiska fysikern Michael Faraday uppfann 1836, även om Benjamin Franklin var den första som observerade en liknande effekt.
Principen för denna avskärmning är att el mycket snabbt sprids runt metallburet, så att det elektriska fältet inuti buren är noll. För att demonstrera effekten föreslår fysiker (inklusive mig) att komma in i en metallbur, i vilken kraftfulla elektriska urladdningar sedan riktas.
Samtidigt förblir personen hel och oskadd. Det är därför flygplan tål blixtnedslag och kablar är täckta med metallflätor. På samma sätt kan telepatiska signaler skyddas med tunn metallfolie över hjärnan.
Telepati med nanoprober
Det finns ett annat sätt att delvis lösa frågan om integritet samt att placera ECoG-sensorer i hjärnan. I framtiden kan vi lära oss att använda nanoteknologi, det vill säga att vi kommer att kunna manipulera enskilda atomer. Det är möjligt att detta kommer att tillåta oss att införa ett rutnät med nanoprober i hjärnan och därmed ansluta till dina tankar.
Kanske sådana nanoprober kommer att byggas av kol nanorör som leder elektricitet och är så tunna som naturliga lagar tillåter.
Nanorör består av enskilda kolatomer kombinerade till ett rör med en väggtjocklek av flera molekyler. (Dessa rör får för närvarande mycket allvarlig uppmärksamhet från forskare. De förväntas helt förändra hur vi undersöker hjärnan under de kommande decennierna.)
Nanoprober kan placeras exakt i områden i hjärnan som är ansvariga för vissa aktiviteter. Så för överföring av tal och språk kommer de att behöva placeras i den vänstra temporala loben för att behandla visuella bilder - i talamus och det visuella mitten av cortex.
Känslor kan skickas genom nanoprober i det amygdala och det limbiska systemet. Signalerna från nanoproberna kommer att överföras till en liten dator, som kommer att behandla dem och skicka dem till servern och sedan skicka dem till Internet.
Sekretessproblem kommer delvis att lösas eftersom du har full kontroll över processen och avgör när du ska skicka tankar. Alla tillfälliga förbipasserande med en mottagare kan ta emot radiosignaler, men elektriska signaler som skickas genom ledningar är praktiskt taget otillgängliga.
Dessutom kommer problemet med att öppna skallen och placera ett ECoG-nät inuti den att lösas, eftersom nanoprober kan sättas in med mikroskirurgiska metoder.
Vissa science fiction-författare föreslår att i framtiden, när ett barn föddes, kommer han smärtfritt att injiceras nanoelektroder, och telepati kommer att bli ett sätt att leva. I serien "Star Trek" injiceras till exempel barn i Borg-loppet med speciella implantat vid födseln, så att de kan telepatiskt kommunicera med varandra. Dessa barn kan inte föreställa sig världen utan telepati och uppfattar den som normen.
Det är uppenbart att nanoprober är mycket små i storlek, därför kommer de att vara helt osynliga utåt, därför kommer social utsträckning inte att uppstå. Samhället kanske inte gillar idén att implantera elektriska ledare i hjärnan, men science fiction-författare tror att så småningom människor kommer att vänja sig till den här idén: trots allt är nanoprober otroligt praktiska och användbara. Vi blev vana till barn "från ett provrör", även om in vitro-befruktningen först orsakade många frågor och protester.
Frågor om laglighet
Under överskådlig framtid kommer frågan inte att vara om någon i hemlighet kan läsa våra tankar på avstånd med hjälp av en dold enhet, utan om vi tillåter oss att registrera och spela in våra tankar. Vad händer om vi till exempel tillåter, och då någon olagligt får tillgång till dessa poster?
Detta väcker en allvarlig fråga om etik - vi vill ju inte att våra tankar ska läsas mot vår vilja.
Det finns etiska problem inte med aktuell forskning, utan med dess eventuella fortsättning. Det måste finnas en balans. Om vi på något sätt lär oss att omedelbart avkoda någons tankar kan det vara en enorm fördel för tusentals allvarligt sjuka människor som nu inte kan kommunicera med andra. Å andra sidan finns det stora farhågor för att metoden kan tillämpas på de människor som inte vill ha den. - Dr. Brian Pasley.
Så snart det blir tekniskt möjligt att läsa och skriva ner en persons tankar kommer många etiska och juridiska frågor att uppstå. Detta händer alltid med tillkomsten av ny teknik. Det framgår av historien att det ofta tar år att utveckla lagstiftning som täcker alla scenarier.
Till exempel kan upphovsrättslagar behöva skrivas om. Vad händer om någon läser ditt sinne och stjäl din uppfinning? Kommer det att vara möjligt att patentera tankar? Till vem tillhör idén enligt lag?
Ett annat problem uppstår när regeringen ingriper.
Att lita på regeringen för att skydda din integritet är som att anförtro installationen av persienner på fönster till den som älskar att titta igenom dessa fönster mer än någonting annat. - John Perry Barlow, poet och låtskrivare för Grateful Dead
Har polisen rätt att läsa dina tankar under förhör? Redan idag överväger domstolar påståenden i fall där en misstänkt vägrar att lämna sitt biologiska material för DNA-analys. Kommer myndigheterna i framtiden att ha rätt att läsa ditt sinne utan ditt samtycke, och i så fall kommer sådana bevis att accepteras i domstol? Hur tillförlitliga skulle sådana bevis vara?
Glöm inte att MR-baserade lögndetektorer bara registrerar en ökning av hjärnaktiviteten, och det är viktigt att notera att det inte är samma sak att tänka på ett brott och verkligt brott. Försvarsadvokaten kommer under korsförhör att kunna säga att dessa tankar bara är slumpmässiga fantasier och inget mer.
Ett annat problem som rör förlamadas rättigheter. Räcker data om hjärnscanningen för att utarbeta en testament eller något annat juridiskt dokument? Föreställ dig att en helt förlamad person ändå har ett skarpt och livligt sinne och vill teckna ett kontrakt eller hantera sina egna pengar på egen hand. Är sådana dokument lagliga om tekniken ännu inte är helt utvecklad?
Ingen naturlagstiftning kan hjälpa till att lösa sådana etiska frågor. I slutändan, när tekniken förbättras, måste sådana frågor lösas vid domstol.
Samtidigt kan regeringar och företag behöva uppfinna nya sätt att motverka mental spionage. Industriell spionage är redan idag en miljonindustri och regeringar och företag bygger dyra "säkra rum" som ständigt måste kontrolleras för avlyssningsenheter.
I framtiden (förutsatt att en metod för att avlyssna hjärnsignaler på avstånd skapas) måste säkra rum utformas så att hjärnsignaler därifrån inte ens kan läcka ut i omvärlden. Dessa rum måste omges av metallväggar som skyddar dem från omvärlden.
Varje gång fysiker börjar arbeta med en ny typ av strålning försöker spioner använda den för sina egna syften, och den elektriska strålningen från hjärnan är förmodligen inget undantag. Den mest berömda historien av detta slag involverar en liten mikrovågsugn som är dold i USA: s vapensköld som hängde i den amerikanska ambassaden i Moskva.
Från 1945 till 1952 överförde denna enhet hemligheterna för amerikanska diplomater till sovjeterna. Till och med under Berlinkrisen 1948 och Korea-kriget använde sovjeterna detta fel för att få tillgång till USA: s planer. Kanske skulle detta fel fortsätta att ge ut statshemligheter och det kalla kriget till denna dag, och samtidigt skulle världshistorien ha ändrat kurs om det inte av misstag hade upptäckts av en brittisk ingenjör som hörde hemliga förhandlingar om en öppen radiovåg.
De amerikanska ingenjörerna som demonterade felet blev förvånade: det visade sig att de under många år inte kunde hitta det eftersom felet var passivt och inte krävde någon energikälla. (Det var nästan omöjligt att upptäcka, eftersom det fick kraft från utsidan genom en mikrovågsstråle.) Det är möjligt att framtida spionanordningar också kommer att fånga upp hjärnstrålning.
Även om denna teknik för närvarande är i sitt embryonala tillstånd, kommer telepati långsamt in i våra liv. I framtiden kanske vi börjar interagera med världen omkring oss genom förnuftens kraft. Men forskare vill inte begränsa sig till läsande sinnen, det vill säga en passiv process.
De vill spela en aktiv roll - att flytta föremål med tankens kraft. Förmågan att telekinesis tillskrivs vanligtvis till gudarna. Endast gudomlig kraft ges med vilje för att forma verkligheten. Det är det högsta uttrycket för tankar och önskningar.
Snart får vi denna möjlighet.
