موفقیت دانشمندان درزمینه ایجاد ارتباط مستقیم مغز با مغز

در طول تکامل انسان، انواع مختلفی از ابزارهای ارتباطی از ژست‌های بدن گرفته تا زبان‌های پیچیده ایجاد شده است. تمامی این اشکال ارتباطی افراد را به طریقی به‌هم پیوند می‌زند تا بتوانند تجارب فردی خود را به‌اشتراک بگذارد و آن‌ها را بیان کند و باهم همکاری بیشتری کنند. در مطالعه‌ای جدید، فناوری به‌عنوان ابزار ارتباطی جدید جایگرین زبان می‌شود و ازطریق آن، فعالیت مغزی انسان‌ها به‌طور مستقیم و بدون نیاز به زبان به‌هم پیوند می‌خورد.

فعالیت الکتریکی مغز دو انسان به‌شکل سیگنال‌های مغناطیسی به مغز انسان دیگری منتقل شد. این سیگنال‌ها حاوی دستورالعمل‌هایی برای انجام وظیفه‌ای به روش خاص بودند. این مطالعه درهای تازه‌ای به روی توسعه‌ی ابزارهای جدید ارتباط بشری بازمی‌کند؛ درحالی‌که در همین حین، مفاهیم بنیادین مرتبط با هویت و استقلال فردی را به‌چالش می‌کشاند.

ارتباط مستقیم مغز با مغز سال‌ها است مدنظر دانشمندان بوده است و انگیزه‌های متنوعی مانند اشتیاق آینده‌نگرانه و مسائل نظامی مشوق آن بوده است. میگوئل نیکوللیس، نویسنده‌ی کتاب «فراتر از مرزها»، ادغام فعالیت مغز انسان‌ها را به‌عنوان آینده‌ی بشر و مرحله‌ی بعدی در تکامل گونه‌ی ما معرفی می‌کند. او قبلا در یکی از پژوهش‌های خود، مغز چندین موش را با استفاده از الکترودهای کاشته‌شده یا رابط مغز با مغز به‌هم متصل کرده است.

نیکوللیس و همکارانش از این دستاورد با عنوان نخستین «کامپیوتر ارگانیک» یاد می‌کنند که در آن، مغزهای زنده طوری به‌هم متصل بودند که گویی آن‌ها تعداد زیادی ریزپردازنده باشند. حیوانات مشارکت‌کننده در این شبکه یاد گرفتند فعالیت الکتریکی سلول‌های عصبی خود را به‌شکل فعالیت‌های عصبی مغز واحد هماهنگ کنند. مغزهای شبکه‌شده ازنظر وظایفی مانند توانایی تمایز بین دو الگوی مختلف تحریک الکتریکی آزمایش شدند و درمقایسه‌با حیوانات انفرادی عملکرد بهتری داشتند.

اگر مغزهای شبکه‌شده‌ی موش‌های صحرایی از یک حیوان منفرد باهوش‌تر باشند، توانایی‌های کامپیوتر بزرگ بیولوژیکی را تصور کنید که از مغزهای انسانی شبکه‌شده تشکیل شده باشد. چنین شبکه‌ای می‌تواند به مردم کمک کند بر موانع زبانی غلبه کنند. این امر می‌تواند به افرادی که قدرت ارتباط برقرارکردن آن‌ها ضعیف است، کمک کند با ابزار جدیدی ارتباط برقرار کنند. علاوه‌براین، اگر مطالعه‌ی انجام‌شده روی موش‌ها درست باشد، شبکه‌کردن مغزهای انسانی ممکن است موجب افزایش کارایی شود.

دو فرستنده مجهز به الکتروانسفالوگراف‌هایی (EEG) بودند که فعالیت الکتریکی مغز آن‌ها را ثبت می‌کرد. فرستندگان می‌توانستند جهت بلوک را ببینند و سیگنالی را به فرستنده برای چرخاندن یا نچرخاندن آن ارسال کنند. آن‌ها برای ارسال دستورالعمل چرخاندن روی نور چشمک‌زن با فرکانس بالا و برای ارسال سیگنال نچرخاندن بلوک، روی نور چشمک‌زن دارای فرکانس پایین تمرکز می‌کردند. تفاوت در فرکانس‌های چشمک‌زن موجب واکنش‌های مغزی متفاوتی در فرستندگان می‌شد که به‌وسیله‌ی EEGها می‌گرفت و ازطریق رابط کامپیوتری به فرستنده منتقل می‌شد. اگر فرستنده سیگنالی درباره‌ی چرخاندن بلوک ارسال می‌کرد، ازطریق دستگاه TMS (تحریک مغناطیسی فرا جمجمه‌ای) پالس مغناطیسی به گیرنده تحویل داده می‌شد. این پالس مغناطیسی موجب تابش نوری (یک فسفن) در میدان بینایی گیرنده می‌شد و نشانه‌ای برای چرخاندن بلوک بود. فقدان سیگنال در دوره‌ی زمانی مشخص، دستورالعملی برای نچرخاندن بلوک تلقی می‌شد.

گیرنده پس از جمع‌آوری دستورالعمل‌های هر دو فرستنده، تصمیم می‌گرفت بلوک را بچرخاند یا نه. همانند فرستنده‌ها، گیرنده نیز مجهز به EEG بود که وظیفه‌ی آن در این حالت سیگنال‌دهی آن انتخاب به کامپیوتر بود. هنگامی‌که گیرنده درباره‌ی جهت بلوک تصمیم می‌گرفت، بازی خاتمه می‌یافت و نتایج به هر سه شرکت‌کننده داده شد. این کار فرصتی برای فرستندگان فراهم کرد تا عملکردهای گیرنده را ارزیابی کند و به گیرنده نیز فرصت می‌داد دقت هرکدام از فرستندگان را تخمین بزند. درادامه، به گروه فرصت دیگری برای بهبود عملکرد داده می‌شد. به‌طور کلی، پنچ گروه از افراد با استفاده از این شبکه‌ها آزمایش شدند که BrainNet نامیده می‌شوند و به‌طور متوسط در انجام کار به دقت بیش از ۸۰ درصد دست پیدا کردند.

پژوهشگران به‌منظور تشدید این چالش، گاهی نویزهایی به سیگنالی اضافه می‌کردند که یکی از فرستندگان می‌فرستادند. گیرنده‌ها در مواجهه با جهت‌های متناقض یا مبهم، به‌سرعت یاد می‌گرفتند دستورالعمل‌های فرستنده‌ی دقیق‌تر را شناسایی و دنبال کنند.

آزمایشگاه نیکوللیس مشغول انجام چنین آزمایش‌هایی روی نخستی‌ها نیز بوده است. در آزمایشی، نخستی‌ها یاد می‌گیرند ازطریق رابط‌های مغز و کامپیوتر (BCI) در کاری مشترک باهم همکاری کنند. این شبکه Brainet نامیده می‌شود. این‌بار سه نخستی ازطریق BCI کاشته‌شده به رایانه‌ای متصل شدند و به‌طور هم‌زمان سعی کردند مکان‌نما را به هدف برسانند. حیوانات در‌این‌زمینه به‌طور مستقیم باهم مرتبط بودند و چالش آن‌ها این بود که پردازش موازی را انجام دهند؛ یعنی هرکدام فعالیت خود را به‌سمت یک هدف هدایت کنند؛ درحالی‌که به‌صورت مداوم به فعالیت مغزی دیگران نیز برای رسیدن به همان هدف کمک می‌کنند.

رابط‌های مغز به مغز در بین گونه‌ها نیز گسترش یافته و تاکنون از روش‌های غیرتهاجمی برای کنترل سوسک‌ها یا موش‌هایی استفاده شده که رابط‌های مغزی با جراحی در مغز آن‌ها کاشته شده است. در گزارشی، انسان با استفاده از رابط غیرتهاجمی مغز متصل ازطریق کامپیوتر با BCI موش بیهوش، توانست دم حیوان را تکان دهد؛ درحالی‌که در مطالعه‌ای دیگر، انسان موشی را به‌عنوان موجود سایبورگ متحرک کنترل کرد.

پژوهشگران در مطالعه‌ی جدید خاطرنشان می‌کنند این نخستین گزارشی است که در آن مغز چندین انسان به‌شیوه‌ای کاملا غیرتهاجمی باهم مرتبط شده است. آن‌ها ادعا می‌کنند تعداد افرادی که مغز آن‌ها می‌تواند وارد این شبکه شود، اساسا نامحدود است. انتقال اطلاعات به روش دستورالعمل باینری صفر و یک انجام می‌شود. سؤال مهم این است که حاصل این تلاش‌ها به‌جز اینکه انجام بازی‌های ویدئویی پیچیده‌ای مانند تتریس را امکان‌پذیر می‌کند، چه می‌تواند باشد؟

نویسندگان پیشنهاد می‌کنند انتقال اطلاعات با استفاده از رویکردهای غیرتهاجمی می‌تواند با تصویربرداری هم‌زمان از فعالیت مغز با استفاده از fMRI تلفیق شود تا میزان اطلاعاتی که فرستنده می‌تواند منتقل کند، افزایش پیدا کند. fMRI رویه‌ی ساده‌ای نیست و می‌تواند به پیچیدگی‌های رویکردهای فعلی به اشتراک‌گذاری اطلاعات بیفزاید. آن‌ها همچنین پیشنهاد می‌کنند شاید بتوان به‌منظور ایجاد آگاهی در زمینه‌ی مفهومی خاصی در مغز گیرنده، بخشی اختصاصی از مغز او را به کمک TMS تحریک کرد.

در همین حین، ابزارهای تهاجمی‌تر و شاید کارآمدتر این نوع ارتباطات مغزی به‌سرعت در حال پیشرفت هستند. ایلان ماسک اخیرا درباره‌ی توسعه‌ی BCI کاشت‌پذیر خبر داده است که حاوی سه‌هزار الکترود است و می‌تواند تعاملات گسترده بین کامپیوترها و سلول‌های عصبی مغز را دربر بگیرد.

اگرچه دانشمندان تلاش‌های تأثیرگذار و درخورتوجهی دراین‌زمینه می‌کنند، اغلب ارزش این نوع کارها با دخالت برخی از سازمان‌ها کم می‌شود. دارپا مشغول تلاش برای توسعه‌ی رابط عصبی کاشت‌پذیر بوده است که در آن به‌طور هم‌زمان یک‌میلیون سلول عصبی مشارکت کنند. اگرچه این رابط‌ها به‌طور خاص با هدف ایجاد ارتباط مغز با مغز توسعه پیدا نمی‌کنند، تصور این موضوع دشوار نیست که بتوانند برای چنین اهدافی به‌کار گرفته شوند.

شایان ذکر است روش‌های استفاده‌شده در این پژوهش‌ها غیرتهاجمی است و به نظر می‌رسد درمقایسه‌با حالتی که این فناوری به‌وسیله‌ی دارپا استفاده شود، کمتر ناخوشایند است؛ اما نگرانی‌های اخلاقی را به‌دنبال دارد؛ به‌ویژه اینکه فناوری‌های مرتبط به آن با سرعت در حال پیشرفت است. برای مثال، آیا ممکن است در آینده، شبکه‌ی مغز به مغز فرستنده را قادر سازد تأثیری اجباری روی گیرنده بگذارد و حس عاملیت او را تغییر دهند؟ آیا فعالیت‌های مغزی فرستنده می‌تواند حاوی اطلاعاتی باشد که روزی استخراج شده و حریم خصوصی فرد را نقض کند؟ آیا این تلاش‌ها ممکن است در جایی حس فرد بودن افراد را به‌خطر بیندازد؟

این پژوهش ما را قدمی به آنچه نیکوللیس از آینده تصور می‌کند، نزدیک‌تر می‌کند؛ آینده‌ای که در آن به تعبیر موری گِلمن، برنده‌ی نوبل فیزیک سال ۱۹۶۹، افکار و احساسات بدون فریب‌کاری‌هایی که زبان امکان آن‌ها را مهیا می‌کند، به اشتراک گذاشته و احساس شود.

البته نیکوللیس در این طرزتفکر خود نکته‌ی مهمی را در نظر نمی‌گیرد. یکی از نکات ظریف نهفته در زبان انسانی این است که اغلب آنچه گفته نمی‌شود، به‌اندازه‌ی آنچه گفته می‌شود، مهم است. محتوای پنهان در خلوت ذهن هر فرد هسته‌ی استقلال شخصیت او را تشکیل می‌دهد. آنچه می‌خواهیم در ارتباط مستقیم مغزها به‌دست آوریم، ممکن است به قیمت از‌دست‌دادن چیزهایی تمام شود که بسیار مهم‌تر هستند.