Trots djärva förutsägelser från flera teknikföretag om framtiden för neurala gränssnitt, är vetenskapen om hjärnutbyggnad fortfarande i sin linda. Vad tycker forskare om all denna hype som kommer från Silicon Valley? Mikhail Lebedev, en neurovetenskapsman som arbetar med neurocomputer-gränssnitt vid Duke University, fick nyligen ett pris på 100 000 dollar från Frontiers för en samling arbete om hjärnutvidgning som skrivits under de senaste fyra åren.
Detta pris skulle hjälpa honom och hans kollegor Ion Opris (en neurovetenskap vid University of Miami) och Manuel Casanova (en läkare vid University of South Carolina) att sätta ihop en internationell konferens om ämnet nästa år. Singularitet talade med Lebedev för att ta reda på hans åsikter om utvecklingen av detta område.
Är det hype som vi ser om neurala implantat och hjärnan förstärkning motiverat?
Under de kommande tio åren kommer vi att se uppkomsten av olika slags realistiska proteser och många tekniker för rehabilitering av överlevande av stroke och ryggmärgsskador. Hur det beskrivs i dessa högprofilerade artiklar - som det faktum att en person lär sig att skriva med tankens kraft och få flera miljoner elektroder implanterade i hjärnan - allt detta kommer att vara, men om 20 år.
Jag kan ha fel eftersom ny teknik utvecklas snabbt. Om det för tio år sedan var normalt att sätta in en halv millimeter elektrod i hjärnan, är de redan nanoskala. Naturligtvis kommer avkodning av hjärnaktivitet att förbli en utmaning under lång tid.
Känner vi tillräckligt med kognitiva processer för att arbeta med dem?
Vi har en grundläggande förståelse. Vi vet att vissa områden i hjärnan är mer "kognitiva" (associerade med inlärnings- och kognitionsfunktioner) än andra. Därför, om du vill extrahera mer information från hjärnan, måste du placera elektroder i eller över dessa områden. Men vi har en mycket medioker idé om tanken, så jag tror inte att vi under de kommande tio åren kommer att lära oss att avkoda fritt flytande tankar.
Vad betyder detta för människors hopp om att använda hjärnutvidgning för att kommunicera med AI? Är detta realistiskt på kort eller medellång sikt?
Kampanjvideo:
Jag tror att detta är mer än verkligt, men den första framgången kommer från förstärkt verklighet när du använder dina normala sinnen, som är ganska bra, för att interagera med AI. Låt oss kalla det exomozg. Således är direkt kommunikation verkligen en bra idé, men det är fortfarande begränsat av antalet kanaler för sådan parning. Det huvudsakliga problemet är att vi inte riktigt förstår hjärnkoden, så att vi inte vet hur vi kan göra detta gränssnitt effektivt.
Men mitt minne är begränsat, så förstärkta verklighetsglasögon skulle vara oerhört användbara, som om AI följer med mig när jag rör mig genom miljön. Det är inte svårt att föreställa sig att datorn och hjärnan arbetar tillsammans. Så hjärnan ger exempel, datorn lär sig och hjärnan utnyttjar den externa enhetens beräkningskraft.
Vilken typ av hjärnförstoring kan du implementera?
Ta vilken hjärnfunktion som helst och du kan försöka komplettera den. Bland sensoriska funktioner kan nya sinnen läggas till hjärnan. Till exempel kan du lägga till en känsla av elektromagnetiska fält som vi vanligtvis inte känner, och detta kommer att bli en ny känsla. Du kan placera dessa nya sensorer runt huvudets omkrets för panoramautsikt. Naturligtvis skulle jag först experimentera med djur.
Du kan också försöka stimulera vissa delar av hjärnan, men för närvarande visar den stora majoriteten av arbetet att du bara kan undertrycka vissa steg i databehandlingen och inte förbättra. En sådan undertryckning kan emellertid vara fördelaktig om den appliceras. Föreställ dig till exempel att en person löser vissa problem och datorn vet rätt svar - därför skickar den en undertryckande impuls till vissa delar av hjärnan och lutar den mot en viss lösning.
Vilka är de viktigaste användningarna av ett hjärntillskott?
Det finns två huvudgrenar. Den första är icke-invasiva enheter som är mycket enkla att implementera och verkar fungera. Det enda problemet är att kvaliteten på signalerna de ger är begränsad. Om du tittar på elektroencefalogram (EEG) -system representeras de av aktiviteten hos ett stort antal neuroner, och de mest kraftfulla EEG: erna registreras under sömnen. Således blir alla handlingar associerade med, säger, exakta motorfunktioner mycket små, och du kan inte upptäcka dem på EEG. Dessutom lider EEG av alla slags artefakter.
Naturligtvis är EEG-enheter inte de enda som använder icke-invasiva tekniker. Funktionell nära infraröd spektroskopi (fNIR) är också en mycket bra icke-invasiv metod. Det låter dig lyfta fram vissa typer av aktivitet, bara det fungerar mycket långsamt.
Potentialen för invasiva tillvägagångssätt har ännu inte fullt ut förverkligats. Vi har nu förmågan att läsa, säga, 100 nervceller. I framtiden, när vi läser miljoner neuroner, kommer vi att kunna tänka på alla avkodningsmetoder. Det största hindret idag är att invasiv kirurgi kräver implantering av en enhet i hjärnan.
Vad sägs om farmakologiska metoder för att förbättra hjärnans kapacitet?
Farmakologi är inte precis min starka poäng, men läkemedelsformler gör fantastiska saker. De kan utforma molekyler för specifika uppgifter som kan fungera för en receptor i hjärnan men inte andra, eller ett område i hjärnan men inte andra. I princip kan alla dessa metoder förbättras och löser specifika problem.
Det är till och med möjligt att modifiera hjärnceller genetiskt, som i optogenetik, vilket gör celler känsliga för ljus. Detta har inte genomförts fullt ut eftersom det finns många möjligheter. Celler kan vara känsliga för magnetfält, töjning, till och med mekanisk rörelse, vilket är ovanligt för neuroner. Eller celler från en annan organisme kan implanteras i hjärnan. Alla science fiction-idéer i dag verkar ganska genomförbara.
Vilka är de potentiella nackdelarna och nackdelarna med ett hjärntillägg?
Jag är optimistisk, så jag ser mestadels plussmål. Vi vill förbättra, vi vill bli mindre primitiva människor. Den största nackdelen med allt detta kommer förmodligen att vara densamma som när man tar läkemedel. Låt oss föreställa oss en person som implanterar en enhet i nöjescentret i hjärnan och bara ständigt blir hög. Det är osannolikt att du gillar detta, men det kommer att locka många.
När det stör hjärnans motivations- och nöjesystem kan detta bli ett problem. Omedelbart dyker upp militären som tar kontroll över sina soldater. Dessutom kan varje neurocomputer-gränssnitt fungera som en ljoddetektor. Du kommer att lägga märke till saker som du vanligtvis inte vill lägga märke till, du vill lämna dem i ägande av andra människor.
Finns det en risk att tillgången till dessa tekniker blir ojämn?
Jag oroar mig inte för det, för säkert kommer rika människor att vara de första som får tillgång till system för att utöka hjärnfunktioner. Ja, de kommer att vara dyra, klumpiga och dåliga prestanda. Men när tekniken utvecklas kommer de att bli billigare och alla kommer att ha tillgång. Så det borde inte vara ett sådant problem i ett kapitalistiskt samhälle.
ILYA KHEL
