Tiedemiehet etsivät ihmisaivojen dekoodausta – ja lukevat ihmisten ajatuksia

Aivot ovat maailmankaikkeuden monimutkaisin esine. Voivatko tutkijat ratkaista sen suurimmat mysteerit?

Vuoden 2023 puolivälissä Texasin yliopiston HuthLabin tekemä tutkimus lähetti shokkiaaltoja neurotieteen ja teknologian alueilla. Ensimmäistä kertaa sellaisten ihmisten ajatukset ja vaikutelmat, jotka eivät pysty kommunikoimaan ulkomaailman kanssa, käännettiin jatkuvaksi luonnolliseksi kieleksi käyttämällä tekoälyn (AI) ja aivojen kuvantamisteknologian yhdistelmää.

Tämä on lähin tiede, joka on vielä tullut jonkun mielen lukemiseen. Vaikka neurokuvantamisen edistyminen viimeisen kahden vuosikymmenen aikana on mahdollistanut reagoimattomien ja vähän tajuissaan olevien potilaiden ohjaamisen aivoillaan, HuthLabin tutkimus on merkittävä askel kohti ihmisten todellisten ajatusten löytämistä. Kuten tutkimusta johtanut neurotieteilijä Alexander Huth kertoi New York Timesille : “Tämä ei ole vain kielellinen ärsyke. Olemme saamassa merkitystä – jotain ajatuksesta siitä, mitä tapahtuu. Ja se, että se on mahdollista, on erittäin jännittävää.”

Yhdistämällä tekoälyn ja aivoskannausteknologian tiimi loi ei-invasiivisen aivodekooderin , joka pystyy rekonstruoimaan jatkuvan luonnollisen kielen ihmisten keskuudessa, jotka eivät muuten pystyisi kommunikoimaan ulkomaailman kanssa. Tällaisen tekniikan kehitys – ja rinnakkainen aivokontrolloitujen motoristen proteesien kehittäminen , jotka mahdollistavat halvaantuneiden potilaiden liikkuvuuden uudistumisen – tarjoaa valtavia mahdollisuuksia ihmisille, jotka kärsivät neurologisista sairauksista, kuten lukittuneesta oireyhtymästä and neliplegiasta .

Pidemmällä aikavälillä tämä voi johtaa laajempiin julkisiin sovelluksiin, kuten Fitbit-tyylisiin aivojen terveysmonitoreihin and aivoohjattuihin älypuhelimiin . Tammikuun 29. päivänä Elon Musk ilmoitti , että hänen Neuralink-teknologiastartuppinsa oli istuttanut sirun ihmisen aivoihin ensimmäistä kertaa. Hän oli aiemmin kertonut seuraajilleen, että Neuralinkin ensimmäinen tuote, Telepatia , antaisi jonakin päivänä ihmisten ohjata puhelimiaan tai tietokoneitaan “pelkän ajattelemalla”.

Mutta tällaisen teknologisen kehityksen rinnalla on suuria eettisiä ja oikeudellisia huolenaiheita . Se ei ole vain yksityisyys, vaan ihmisten identiteetti saattaa olla vaarassa. Kun astumme tähän niin sanotun ajatustenlukuteknologian uuteen aikakauteen , meidän on myös pohdittava, kuinka estää sen potentiaali auttaa ihmisiä jäämään sen potentiaalista haittaa painavaksi.

Ihmiskunnan suurin kartoitushaaste

Aivot ovat maailmankaikkeuden monimutkaisin esine . Se sisältää yli 89 miljoonaa neuronia, joista jokainen on yhteydessä noin 7 000 muuhun neuroniin, jotka lähettävät 10-100 signaalia sekunnissa. Tekoälyn kehitys perustui aivoihin ja hermosolujen yhteistoimintaan . Nyt tapa, jolla tekoäly toimii syväoppimisen kanssa, auttaa meitä ymmärtämään paljon selkeämmin, kuinka aivot toimivat.

Kartoittamalla täysin terveen ihmisen aivojen rakenteen ja toiminnan voimme määrittää erittäin tarkasti, mikä menee pieleen aivojen ja mielen sairauksissa. Vuonna 2009 Yhdysvaltain kansallinen terveysinstituutti käynnisti Human Connectome -projektin, jonka tavoitteena on rakentaa kartta terveiden ihmisaivojen rakenteesta ja toiminnasta. Vastaavia aloitteita käynnistettiin Euroopassa vuonna 2013 ( Human Brain Project ) ja Kiinassa vuonna 2016 ( China Brain Project ).

Tämä pelottava yritys saattaa viedä vielä sukupolvia, mutta tieteellinen tavoite ihmisten aivojen kartoittamisesta ja lukemisesta juontaa juurensa yli kahden vuosisadan takaa. Kun maailma oli kierretty monta kertaa ympäri, Etelämanner löydetty ja suuri osa planeettasta kartoitettu, ihmiskunta oli valmis uuteen (ja vielä monimutkaisempaan) kartoitushaasteeseen – ihmisaivot .

Nämä pyrkimykset alkoivat toden teolla 1700-luvun lopulla, kun tutkijoille kehitettiin systemaattinen viitekehys kysyäkseen, kuinka aivot ja sen alueet tuottavat psykologisia kokemuksia – ajatuksiamme, tunteitamme ja käyttäytymistämme. Yksi varhaisimmista yrityksistä oli frenologia , jonka edelläkävijä oli itävaltalainen lääkäri ja anatomi Franz Joseph Gall.

Vaikka tämä pitkään arvostettu tiede voi nyt olla parhaiten tunnettu kirpputoreilla myydyistä koristeellisista rintakuvista , se oli muotia 1800-luvun alussa. Gall ja hänen avustajansa Johann Spurzheim ehdottivat, että aivot oli järjestetty 35 psykologisen toiminnon mukaan, joista jokainen liittyy eri taustalla olevaan alueeseen.

Aivan kuten voit alkaa nostaa käsipainoja, jos haluat suurempia hauisia, frenologia väitti, että mitä enemmän käytät tiettyä psykologista toimintoa, sitä enemmän sen taustalla olevan aivoalueen pitäisi kasvaa – mikä johtaa vastaavaan kyhmyyn kallossasi. Gallin ja Spurzheimin mukaan jotkin näistä toiminnoista (mukaan lukien muisti, rakkaus jälkeläisiin ja taponvaisto) jaettiin eläinten kanssa, kun taas toiset (kuten nokkeluus, runolliset kyvyt ja moraali) olivat ainutlaatuisia inhimillisiä.

Kaikkialla Brittiläisessä imperiumissa ja myöhemmin Yhdysvalloissa frenologiaa käytettiin oikeuttamaan klassismia, kolonialismia, orjuutta ja valkoisten ylivaltaa. Kuningatar Victoria luki lapsilleen, mutta Napoleon Bonaparte ei ollut fani. Kun Gall muutti Pariisiin vuonna 1807 suorittaakseen suuren osan frenologisista teoretisoinneistaan, Ranskan keisari lausui: “Se on nerokas satu, joka saattaa vietellä gens du monde -sukua , mutta ei kestänyt anatomin tarkastelua.”

1860-luvulla “locationistiset” näkemykset aivojen toiminnasta palasivat – vaikka tätä tutkimusta johtaneet tiedemiehet halusivat erottaa teoriansa frenologiasta. Ranskalainen anatomi Paul Broca löysi vasemman pallonpuoliskon alueen, joka vastaa puheen tuottamisesta – osittain hänen potilaansa Louis Victor Leborgnen ansiosta, joka 30-vuotiaana menetti kyvyn sanoa mitään muuta kuin tavua “rusketus”. Nykyään Patient Tan on edelleen yksi psykologian tunnetuimmista tapaustutkimuksista, ja Brocan alue etukuoressa on yksi aivojen tärkeimmistä kielialueista, jolla on ratkaiseva rooli ajatustemme pukemisessa sanoiksi.

Samoin saksalaisen neuroanatomin Korbinian Brodmannin kartta 52 erillisestä aivokuoren alueesta , joka julkaistiin ensimmäisen kerran vuonna 1909, on edelleen tärkeä nykyajan neurotieteen työkalu – ja nykypäivän neurotieteilijät esittävät edelleen joitain samoja kysymyksiä kuin nämä pioneerit: ovatko ajatuksemme, tunteemme ja aivojen tai tiettyjen aivoalueiden kollektiivisen toiminnan tuottama käyttäytyminen.

Nykyaikaisissa neurotieteen tutkimuksissa huipputekniset skannaustyökalut, kuten positroniemissiotomografia (PET) ja toiminnallinen magneettikuvaus (fMRI), antavat tutkijoille mahdollisuuden kartoittaa aivot mittaamalla paikallisen verenkierron muutoksia, jotka liittyvät paikallisen hermotoiminnan muutoksiin. Tämä lähestymistapa riippuu amerikkalaisen fysiologin John Fultonin lähes sata vuotta sitten tekemistä havainnoista . Fulton hoiti Walter K:tä, 26-vuotiasta merimiestä, joka kärsi päänsärystä ja näköhäiriöstä. Kun potilas käytti silmiään poistuttuaan pimeästä huoneesta, potilas tunsi melua päänsä takaosassa, joka sijaitsi näkökuoren päällä. Tämä voimakkaampi aktiivisuuspulssi ei toistunut muilla aistilla, esimerkiksi tupakan tai vaniljan tuoksulla.

1900-luvun loppupuolella neurotieteilijät, mukaan lukien amerikkalainen Seymour Kety ja ruotsalaiset yhteistyökumppanit David Ingvar and Neils Lassen, rakensivat tämän ensimmäisen havainnon paikallisen aivoverenvirtauksen ja aivojen toiminnan välisestä yhteydestä . Heidän uraauurtava työnsä tasoitti tietä nykyaikaiselle aivokartoitukselle, jota johti BrainGaten uraauurtava työ – monitieteinen tutkimusyksikkö, joka on peräisin Brownin yliopiston neurotieteen osastolta Yhdysvalloissa Rhode Islandin osavaltiossa.

Prototyyppiset aivo-tietokonerajapinnat (BCI:t) tallentavat ja dekoodaavat potilaan aivojen toimintaa muuntaen sen toimiksi, jotka voidaan suorittaa hermokohdistimella , proteettisella raajalla tai sähköllä toimivalla eksoskeletolla . Lopullisena tavoitteena on langattomat, ei-invasiiviset laitteet, jotka auttavat potilaita kommunikoimaan ja liikkumaan tarkasti todellisessa maailmassa. Tekoäly on kriittinen tämän tavoitteen saavuttamiseksi, ja sitä käytetään jo auttamaan BCI-järjestelmiä tuottamaan hienosti ohjattuja, nopeita motorisia liikkeitä .

Vuonna 2004 BrainGate aloitti ensimmäisen kliinisen kokeen, jossa käytettiin BCI:itä, jotta potilaat, joilla on heikentynyt motorinen järjestelmä (mukaan lukien selkäydinvammat, aivorungon infarktit , lukkiutuneen oireyhtymän ja lihasdystrofia), voivat ohjata tietokoneen kohdistinta ajatuksillaan .

Potilas MN , joka oli nelijalkainen sen jälkeen, kun hänet puukotettiin niskaan vuonna 2001, oli tutkimuksen ensimmäinen potilas. Kun neurotieteilijä Leigh Hochbergin ryhmä istutti elektrodeja potilaan ensisijaisen motorisen aivokuoren käsi-käsivarren alueelle, he raportoivat , että potilas MN pystyi avaamaan sähköposteja, piirtämään kuvioita maalausohjelmalla ja käyttämään televisiota kohdistimen avulla. Lisäksi aivotoiminta yhdistettiin potilaan proteettiseen käteen ja robottikäsivarteen, mikä mahdollisti alkeelliset toiminnot, kuten esineen tarttumisen ja kuljettamisen. Lisäksi nämä tehtävät voitiin tehdä potilaan keskustelun aikana, mikä viittaa siihen, että he eivät edes vaatineet potilaan täyttä keskittymistä.

Muut nelihaaraiset potilaat käyttivät myöhemmin moninivelisiin robottikäsivarsiin kytkettyjä BCI-laitteita poimiakseen kupin ja juodakseen kupista – ja vuonna 2015 potilaalle, jolla oli lukittuneena oireyhtymä, näytettiin käyttävän osoita ja napsauta -näppäimistöä viisi vuotta laitteen implantoinnin jälkeen. . Kehittyneiden dekoodausalgoritmien kohdistimen ohjaus parani niin , että potilaat kirjoittivat 24 merkkiä minuutissa vuonna 2015 39 merkkiin minuutissa kaksi vuotta myöhemmin.

Myös vuonna 2017 BrainGate-kliiniset tutkimukset raportoivat ensimmäisistä todisteista siitä, että BCI:itä voitaisiin käyttää auttamaan potilaita saamaan takaisin omien raajojensa liikkeet ohittamalla selkäytimen vaurioitunut osa. Yksi potilas, jolla oli korkea kohdunkaulan selkäydinvamma, kykeni ojentamaan kupin ja tarttumaan siihen kahdeksan vuotta vammansa jälkeen.

Sitten vuonna 2021 Braingate-tiimi raportoi, että nelijakoiset potilaat käyttävät nyt langatonta järjestelmää omassa kodissaan tablet-tietokoneen ohjaamiseen – tärkeä ensimmäinen askel kohti tulevaisuutta, jossa BCI-laitteet voivat auttaa ihmisiä liikkumaan ja kommunikoimaan sairaalan tai sairaalan rajojen ulkopuolella. laboratorio. Lisäksi tutkijat sanoivat odottavansa “merkittäviä edistysaskeleita ja paradigman muutoksia hermosignaalien käsittelyssä, dekoodausalgoritmeissa ja ohjauskehyksissä” pyrkiessään tuomaan tällaiset laitteet laajemman yleisön saataville.

Braingaten menestyksen lisäksi toinen amerikkalaisen neurokirurgin Edward Changin johtama tiimi raportoi äskettäin käyttäneensä kirurgisesti istutettuja elektrokortikogrammielektrodeja luodakseen “digitaalisen avatarin”, joka voisi välittää sen, mitä halvaantunut potilas haluaa sanoa. Tekoälyn avulla BCI dekoodaa puheeseen liittyvät lihasliikkeet, joita potilaat ajattelivat mielessään (toisin kuin todellisen semanttisen sisällön dekoodaus).

Aktiivisuusmallit, jotka tulevat esiin tietyltä aivoalueelta, joka on kriittistä puheelle, ovat tämän tyyppisen BCI:n avainpainopiste. Yksi asiantuntija, joka ei osallistunut tutkimukseen, kertoi Guardianille : “Tämä on melkoinen hyppy aiemmista tuloksista. Olemme käännepisteessä.”

Uusi “ajatustenluku”-tekniikan aikakausi

Aivojen toimintaa on jo pitkään tallennettu ei-invasiivisilla kuvantamismenetelmillä, kuten fMRI:llä ja elektroenkefalografialla (EEG). Mutta koska se oli ensisijaisesti suunniteltu diagnostiikan ja monitoroinnin työkaluksi, se on nyt myös uusimpien hermoviestintä- ja proteettisten laitteiden ydin.

Merkittävä hetki koitti vuonna 2012, kun kanadalaisen neurotieteilijän Adrian Owenin johtama ryhmä käytti hermokuvausta luodakseen viestintälinjan tajunnanhäiriöistä kärsivien ihmisten kanssa . Huolimatta siitä, että nämä potilaat eivät reagoineet käyttäytymisellään ja olivat vähän tietoisia, he pystyivät vastaamaan kyllä-tai ei-kysymyksiin vain käyttämällä mieltään. Potilaille, jotka eivät kyenneet kommunikoimaan kasvojen tai silmien liikkeiden avulla (menetelmiä, jotka olivat olleet lukittujen potilaiden käytettävissä useiden vuosien ajan), tämä oli erittäin lupaava kehitys.

Nyt, kymmenen vuotta myöhemmin, Texasin yliopiston HuthLab-tutkimus on paradigmaattinen muutos kommunikaatiota mahdollistavien neurokuvantamisjärjestelmien kehityksessä.

Tutkimuksen ensimmäisessä vaiheessa osallistujat sijoitettiin fMRI-skanneriin ja heidän aivotoimintansa tallennettiin heidän kuunnellessaan 16 tuntia podcasteja (malliharjoitteluaineisto koostui 82 5-15 minuutin tarinasta Moth Radio Hourista and Modern Lovesta. ) . Nämä aivotoimintatiedot yhdistettiin sitten osallistujien kuuntelemiin audiofragmentteihin, jotta voidaan kartoittaa, miltä heidän aivotoimintamallinsa näyttivät, kun heidän mielessään oli tietty semanttinen sisältö.

Seuraavaksi samat osallistujat altistettiin uusille audiofragmenteille, joita he eivät olleet koskaan ennen kuulleet, tai vaihtoehtoisesti heitä pyydettiin kuvittelemaan tarina. Dekooderia käytettiin sitten tähän uuteen aivotoimintadataan, jotta “rekonstruoitiin” tarinoita, joita osallistujat olivat kuunnelleet tai kuvitelleet – hämmästyttävin tuloksin . Esimerkiksi eräälle potilaalle soitettiin tämä ääni: “Minulla ei ole vielä ajokorttia ja hyppäsin juuri heti kun tarvitsin, ja hän sanoo: “No, miksi et tule takaisin kotiini ja minä annanko kyydin? Sanon okei”

Dekooderi rekonstruoi sen seuraavasti : “Hän ei ole valmis – hän ei ole edes alkanut oppia ajamaan, mutta minun piti työntää hänet ulos autosta. Sanoin: “Viemme hänet nyt kotiin”, ja hän suostui.”

Vaikka koko kokeen aikana oli myös huomattava määrä virheitä, jatkuvan kielen rekonstruointi yksinomaan aivojen toimintamallien perusteella, mukaan lukien joidenkin täsmällisten sanavastaavuuksien perusteella, on luultavasti lähin, mitä olemme vielä tulleet lukemaan jonkun ajatuksia.

Vaikka aivojen kyky tuottaa motorisia aikomuksia on jaettu lajien kesken, kyky tuottaa ja havaita kieltä on ainutlaatuisen inhimillinen. Siten todellisen semanttisen sisällön purkaminen aivojen toiminnasta kielen havainnointiin käytetyillä alueilla (ensisijaisesti aivokuoren assosiaatio- and prefrontaalialueilla ) vaikuttaa olennaisemmalta sen kannalta, mikä tekee meistä ihmisiä.

HuthLab-tutkimuksessa käytettiin myös ei-invasiivista fMRI-tekniikkaa – neurokuvantamisen muotoa, joka mittaa aivojen veren happipitoisuutta aivojen toiminnasta päättelemiseksi. FMRI:n haittana on, että se voi mitata vain hitaasti aivosignaaleja (yleensä yksi aivotilavuus joka toinen tai kolme sekunti). Tutkimus selvitti tämän käyttämällä generatiivisia AI- kielimalleja (kuten ChatGPT), jotka ennustavat sanasekvenssien todennäköisyyden ja siten mitkä sanat todennäköisimmin tulevat jonkun ajatuksiin.

Tutkijat työskentelivät myös potilaiden kanssa, jotka katsoivat hiljaisia ​​lyhytelokuvia. He osoittivat, että järjestelmää voidaan käyttää paitsi auditiivisen havainnon kautta viihdyttävän semanttisen sisällön dekoodaamiseen myös visuaalisen havainnon kautta.

Tärkeää on, että he käsittelivät myös nimenomaisesti tämänkaltaisen tekniikan mahdollista uhkaa henkilön henkiselle yksityisyydelle. Jerry Tang, yksi tutkimuksen johtavista tutkijoista, totesi :

Suhtaudumme erittäin vakavasti huoleen siitä, että sitä voitaisiin käyttää huonoihin tarkoituksiin, ja olemme pyrkineet välttämään sen. Haluamme varmistaa, että ihmiset käyttävät tämäntyyppisiä tekniikoita vain halutessaan ja että se auttaa heitä.

Jo se tosiasia, että tämä semanttinen dekooderi on koulutettava jokaiselle henkilölle erikseen, heidän pitkäjänteisen yhteistyönsä kanssa, muodostaa vankan suojan. Toisin sanoen yksi suurimmista esteistä kielidekooderien kehittämisessä – se, että ne eivät ole yleisesti sovellettavissa – on yksi vahvimmista suojakeinoista yksityisyyden loukkauksia vastaan .

Vaikka ei ole kuitenkaan vaaraa, että pahantahtoinen yritys voisi pian lukea kadulla satunnaisen henkilön ajatuksia, on kuitenkin tärkeitä eettisiä, oikeudellisia ja tietosuojaongelmia, jotka on otettava huomioon tämän tekniikan kehittyessä.

Olemme jo nähneet seuraukset , joita yritysten esteetön pääsy henkilötietoihin ja online-käyttäytyminen aiheuttavat. Vaikka olemmekin kaukana hermodatan keräämisestä ja käsittelystä tällaisessa mittakaavassa, on tärkeää ottaa huomioon nousevat eettiset kysymykset teknologisen kehityksen alkuvaiheessa.

Eettiset vaikutukset ovat valtavat

Kommunikointikyvyn menettäminen on syvä viilto omaan itsetuntoon . Tämän kyvyn palauttaminen antaa potilaalle paremman hallinnan elämästään ja kyvystään navigoida maailmassa – mutta se voi myös antaa muille tahoille, kuten yrityksille, tutkijoille ja muille kolmansille osapuolille epämukavan näkemyksen tai jopa hallita sitä. potilaiden elämää.

Jopa muuntyyppiset intiimi biologiset tiedot, kuten genomejamme tai biometrisiä tietojamme koskevat tiedot, eivät ole niin lähellä yksityistä sisäistä elämäämme kuin hermotieto. Tällaisten tietojen käyttömahdollisuuksien tarjoaminen tieteellisille ja yrityksille voi olla valtava.

Tämä näkyy YK:n ihmisoikeusneuvoston päätöslauselmassa 51/3 , jossa tilattiin tutkimus “neuroteknologian vaikutuksista, mahdollisuuksista ja haasteista kaikkien ihmisoikeuksien edistämisessä ja suojelussa” ajoissa neuvoston 57. istuntoon syyskuussa. 2024. Kuitenkin, onko uusien ihmisoikeuksien käyttöönotto perusteltua vastata neuroteknologian asettamiin haasteisiin, on edelleen kiivasta keskustelunaihe ihmisoikeusasiantuntijoiden ja asianajoryhmien keskuudessa.

New Yorkin Columbian yliopistossa toimiva NeuroRights Foundation väittää, että neuroteknologiaan liittyviä uusia oikeuksia tarvitaan kaikille ihmisille yksityisyyden, identiteettinsä ja vapaan tahtonsa säilyttämiseksi. Vammaisten potilaiden mahdollinen haavoittuvuus tekee tästä erityisen tärkeän ongelman. Esimerkiksi Parkinsonin tauti, liikkumiseen vaikuttava neurodegeneratiivinen sairaus, on samanaikainen dementian kanssa, joka vaikuttaa kykyyn päätellä ja ajatella selkeästi.

Tämän lähestymistavan mukaisesti Chile oli ensimmäinen maa , joka hyväksyi lainsäädäntöä neuroteknologiaan liittyvien riskien käsittelemiseksi. Siinä ei ainoastaan ​​otettu käyttöön uusi perustuslaillinen oikeus henkiseen koskemattomuuteen, vaan se on myös hyväksymässä lakiesitystä, joka kieltää neurotietojen myynnin ja asettaa kaikki neurotekniikan laitteet säänneltyiksi lääkinnällisiksi laitteiksi, myös tavalliselle kuluttajalle tarkoitetut. Ehdotetussa lainsäädännössä tunnustetaan hermodatan erittäin henkilökohtainen luonne ja katsotaan, että se muistuttaa elinkudosta , jota ei voi ostaa tai myydä, vaan vain luovuttaa. Mutta tätä lainsäädäntöä on myös kritisoitu, kun lakitutkijat kyseenalaistivat uusien oikeuksien tarpeen ja huomauttavat , että tämä järjestelmä voi tukahduttaa hyödyllisen BCI-tutkimuksen vammaisille potilaille.

Vaikka Chilen toteuttamat oikeustoimet ovat tähän mennessä vaikuttavimpia ja kauaskantoisimpia, muut maat harkitsevat esimerkkiä päivittämällä olemassa olevia lakeja neuroteknologian kehityksen huomioimiseksi.

Yksi eettisen tutkimuksen kulmakivistä on tietoisen suostumuksen periaate . Erityistä huomiota on kiinnitettävä halvaantuneiden potilaiden ja heidän perheenjäsentensä kykyyn ymmärtää uusia kokeellisia hoitoja ja hyväksyä ne. Potilaat, joilla on hyvin rajallinen kommunikointikyky, eivät välttämättä pysty vastaamaan laajempiin kysymyksiin, jotka liittyvät tietoisen suostumuksen saamiseen, mikä on usein monimutkaisempaa kuin yksinkertainen osallistumismenettely. Myöskään kaikkia mahdollisia riskejä ja sivuvaikutuksia (sekä fyysisiä että henkisiä) ei voida ennakoida, minkä vuoksi lääkäreiden on vaikea tiedottaa riittävästi potilailleen.

Samalla on tärkeää pitää mielessä , että hoidon kieltäminen potilaalta, jonka ainoa toivo on kommunikoida BCI:n kautta, aiheuttaa merkittäviä vaihtoehtoiskustannuksia, kuten elinikä ilman viestintää, joka voi olla huomattavasti suurempi kuin osallistumiskustannukset. kokeellisissa hoidoissa. Kliinikoille ja tutkijoille sopiva tasapaino on haastavaa määrittää.

Suuren (aivo)datan nousevalla uudella aikakaudella henkilötietojen hakkerointia, vuotamista, luvatonta käyttöä tai kaupallista hyödyntämistä koskevat pitkäaikaiset eettiset huolenaiheet vahvistuvat, jos on kyse arkaluontoisista tiedoista, jotka koskevat henkilön ajatuksia tai liikkeitä (joita ohjataan neuroproteesien avulla). . Halvaantuneet potilaat voivat olla erityisen alttiita neurodatavarkauksille, koska he ovat riippuvaisia ​​hoitajista ja yhä enemmän itse BCI-tekniikoista kommunikoidakseen ja liikkuakseen ympäri maailmaa. On huolehdittava siitä, että BCI:n paljastamat tiedot edustavat potilaan todellisia ja yksimielisiä ajatuksia.

Ja vaikka on todennäköistä, että neurotekniikan ensimmäiset edistysaskeleet ovat luonteeltaan terapeuttisia, kuten vammaisille ja neurodivergenteille potilaille, tuleva edistys koskee todennäköisesti kuluttajasovelluksia, kuten viihdettä , sekä sotilas- ja turvallisuustarkoituksiin . Neuroteknologian kasvava saatavuus kaupallisessa kontekstissa, johon yleensä kohdistuu paljon vähemmän sääntelyä, vain lisää näitä eettisiä ja oikeudellisia huolenaiheita.

Tietosuojalainsäädäntöä tulisi arvioida sen perusteella, miten ne pystyvät ottamaan huomioon uudet riskit, joita syntyy, kun erityyppiset organisaatiot ja yhteisöt lisäävät neurodatan saatavuutta ja keräämistä. Otetaan esimerkki – toistaiseksi täysin hypoteettinen – BCI:n käyttäminen epäiltyjen ajatusten päättelemiseen poliisin kuulusteluissa.

Voidaan sanoa, että BCI:tä ei voida käyttää poliisin kuulusteluissa, koska henkilön hermotietojen väärintulkintavirheprosentti on tällä hetkellä liian korkea, vaikka tarkkuus saattaa parantua tulevaisuudessa. Tai voidaan sanoa, että BCI:tä ei pitäisi koskaan käyttää ihmisen aivojen “lukemiseen” ilman heidän suostumustaan, tekniikan tarkkuudesta riippumatta. Tai voidaan sanoa, että BCI:n käyttö kuulusteluihin on perusteltua tietyissä äärimmäisissä olosuhteissa, kuten silloin, kun tarvitaan tärkeitä tietoja jonkun hengen pelastamiseksi ja epäilty kieltäytyy yhteistyöstä.

Eri ihmiset, yhteiskunnat ja kulttuurit ovat eri mieltä siitä, mihin raja vetää. Olemme teknologisen kehityksen varhaisessa vaiheessa, ja kun alamme paljastaa BCI:n suuren potentiaalin sekä terapeuttisissa sovelluksissa että sen ulkopuolella, tarve pohtia näitä eettisiä kysymyksiä ja niiden vaikutuksia oikeustoimiin tulee entistä kiireellisemmäksi.

Dekoodaa neuro tulevaisuutemme

Tämä on uraauurtava hetki pyrkimyksemme ymmärtää aivomme ja mielemme sisäistä toimintaa. Pelkästään kuluneen vuoden aikana neurotieteilijät ovat kääntäneet selkärangan vajaatoiminnan , kääntäneet MRI-tiedot tekstiksi ymmärtääkseen , mitä joku ajattelee , ja alkaneet suorittaa kliinisiä tutkimuksia auttaakseen ihmisiä olemaan vuorovaikutuksessa esineiden kanssa pelkkien ajatusten avulla, mikä on nähty jo kaksi vuotta sitten apinoilla tehdyissä kokeissa. . Tällainen kehitys voi kaikki johtaa muuttaviin vaikutuksiin ihmisten elämään.

Samalla on tärkeää huomata, että HuthLab-tutkimuksen kaltaisessa tutkimuksessa käytetään hyvin pientä otosta ja että sen semanttisen dekooderin koulutusprosessi on monimutkainen, aikaa vievä ja kallis. Kun tähän lisätään se tosiasia, että fMRI, vaikka se ei ole invasiivinen, on ei-puettava hermokuvaustekniikka, on selvää, että näiden menetelmien ei ole tarkoitus jättää tiukasti järjestettyä laboratorioympäristöä lähiaikoina.

HuthLabin tutkijat kuitenkin ehdottavat , että fMRI voitaisiin ajan myötä korvata toiminnallisella lähi-infrapunaspektroskopialla (fNRIS), joka “mittaamalla, missä aivoissa on enemmän tai vähemmän verenkiertoa eri ajankohtina” voisi antaa samanlaisia ​​tuloksia. fMRI puettavalla laitteella.

Varmasti hallitusten ja yksityisten toimijoiden räjähdysmäiset maailmanlaajuiset panostukset tämänkaltaisten neurotekniikoiden kehittämiseen osoittavat, että maailma on innokas luomaan saavutettavia BCI:itä, jotka soveltuvat toimimaan lääketieteellisinä laitteina, mutta myös kaupallisina kulutustavaroina. Vuoden 2021 puoliväliin mennessä kokonaisinvestoinnit neuroteknologiayrityksiin olivat hieman yli 33 miljardia dollaria.

Yksi korkean profiilin yrityksistä on Musk’s Neuralink . “Alkutulokset osoittavat lupaavia hermosolujen piikkien havaitsemista”, Musk twiittasi 29. tammikuuta neurotech-startup-yrityksensä ensimmäisestä ihmisen aivoihin istutetusta sirusta . Implantin sanotaan sisältävän 1 024 elektrodia, mutta se on vain hieman suurempi kuin punasolun halkaisija. Neuralinkin mukaan : “Sen pieni koko mahdollistaa kierteiden lisäämisen vaurioittaen [aivojen] aivokuorta mahdollisimman vähän.”

Vaikka tätä langatonta implanttia kehitetään parhaillaan lääketieteelliseksi laitteeksi, jolla pyritään parantamaan erilaisista neurologisista sairauksista kärsivien potilaiden elämänlaatua (Neuralinkin kliiniseen tutkimukseen on otettu mukaan 22-vuotiaita ja sitä vanhempia ihmisiä, joilla on quadriplegia), Musk kertoi X-Twitterissä , että perimmäisenä tavoitteena on luoda laite, joka “mahdollistaa puhelimen tai tietokoneen ja niiden kautta lähes minkä tahansa laitteen hallinnan pelkällä ajattelulla”.

Kaupallisia hermokuvauslaitteita onkin jo markkinoilla. Esimerkiksi Kernel Flow on kaupallisesti saatavilla puettavat kuulokkeet, jotka käyttävät fNRIS-tekniikkaa aivojen toiminnan seuraamiseen . Toinen merkittävä toimija kaupallisessa neurokuvantamisessa, Emotiv, on kehittänyt EEG-teknologiaa sisältäviä korvatyynyjä , jotka pystyvät tarkkailemaan aivojen toimintaa keskittymisen, huomion ja stressin varalta. Tavoitteena on lisätä käyttäjän tuottavuutta työssä.

Vaikka ison datan aikakausi on mahdollistanut yhä yksilöllisempiä ja monimutkaisempia arvioita ihmisten sisäisestä elämästä biometristen tietojen, genetiikkamme ja online-läsnäolomme avulla, mikään ei ole ollut niin tehokasta, että se olisi vanginnut mielemme sisäisen toiminnan.

Mutta kuten HuthLabin tutkimus ehdottaa ja Muskin lausunnot väittävät, tämä ei ehkä ole niin kaukana. Aivojen ja tietokoneiden rajapintojen uuden aikakauden alkuun tulee suhtautua erittäin huolellisesti ja suurella kunnioituksella – tunnustaen sen valtavan potentiaalin sekä auttaa että vahingoittaa tulevia sukupolviamme.

Artikkelin on kirjoittanut Nicholas J. Kelley , sosiaalipsykologian apulaisprofessori, Southamptonin yliopisto ; Stephanie Sheir , tutkija, Trustworthy Autonomous Systems Hub, Bristolin yliopisto , ja Timo Istace , neurotekniikan ja oikeuden tohtoritutkija, Antwerpenin yliopisto

Tämä artikkeli on julkaistu uudelleen The Conversationista Creative Commons -lisenssillä. Lue alkuperäinen artikkeli .