Naukowcy odkryli sposób na "czytanie w myślach"

Amerykańscy naukowcy zaprezentowali niezwykłą metodę rekonstrukcji słów, które w ludzkim mózgu istnieją wyłącznie jako myśli.

Technika „czytania w myślach”, opisana w publikacji w czasopiśmie PLoS Biology, opiera się na zbieraniu sygnałów elektrycznych wysyłanych przez mózg.

Pacjenci słuchali nagrań dźwiękowych różnych słów, urządzenia rejestrowały sygnały powstające w mózgu, a następnie naukowcy, wykorzystując model komputerowy, rekonstruowali słowa „brzmiące w głowach” pacjentów.

Okazuje się, że każde słowo wywołuje w mózgu swój własny, unikalny zestaw impulsów.

Metoda ta może w przyszłości pomóc pacjentom w śpiączce lub sparaliżowanym komunikować się z innymi.

Głęboko w mózgu

Odkrycia ostatnich lat pokazują, że naukowcy są coraz bliżej opracowania metody, która pozwoli im bezpośrednio „dotrzeć” do ludzkich myśli.

Uczestnicy badania z 2010 r. przeprowadzonego przez neurobiologów z Missouri i Nowego Jorku byli w stanie kontrolować kursor na ekranie komputera za pomocą swoich myśli - poprzez elektrody podłączone bezpośrednio do mózgu. Cicho wypowiadając poszczególne samogłoski, przesuwali kursor w pożądanym kierunku.

Technika zwana „ funkcjonalnym obrazowaniem metodą rezonansu magnetycznego ” otworzyła nowe możliwości – możliwe stało się identyfikowanie konkretnych słów lub pojęć, o których dana osoba myśli w danym momencie, poprzez śledzenie przepływu krwi w mózgu.

We wrześniu 2011 roku grupa badaczy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley pod przewodnictwem Jacka Gallanta wprowadziła tę metodę w życie.

Pomyśl "Aha-aha"

Badając wzorce przepływu krwi odpowiadające konkretnym obrazom pojawiającym się w umyśle, naukowcy wykazali, w jaki sposób wzory te mogą posłużyć do odgadnięcia, o jakim obrazie lub obrazie myśli dana osoba – w istocie rekonstruując mentalny „film”, który „kręci się” w głowie danej osoby.

Teraz inny naukowiec z Berkeley, Brian Paisley i jego współpracownicy posunęli się jeszcze dalej ścieżką „rekonstrukcji obrazu myśli”.

„W wielu aspektach zainspirowała nas praca Jacka” — mówi dr Paisley. „Pytanie brzmiało, jak daleko moglibyśmy się posunąć w ludzkim układzie słuchowym, stosując to samo podejście do modelowania komputerowego?”

Kluczowe zawiłości

Naukowcy skupili się na jednym obszarze mózgu – zakręcie skroniowym górnym.

Ta część układu słuchowego jest jednym z najlepiej zorganizowanych obszarów mózgu, odpowiedzialnym za to, że wyciągamy pewne znaczenia z przepływu dźwięków, rozróżniamy słowa i rozumiemy ich znaczenie językowe.

Zespół badaczy śledził sygnały falowe z zakrętu skroniowego górnego u 15 pacjentów poddawanych operacjom mającym na celu leczenie padaczki lub usunięcie guzów mózgu.

Pacjentom odtwarzano nagranie audio, w którym różni mówcy czytali słowa i zdania.

Najtrudniejszą częścią było rozplątanie chaotycznego przepływu impulsów elektrycznych, które powstały w płacie skroniowym podczas słuchania nagrania audio.

Wykorzystując model komputerowy, stworzono „mapę” wskazującą, które części mózgu wysyłają impulsy i z jaką intensywnością, gdy ucho słyszy dźwięki o różnych częstotliwościach.

Następnie pacjentom przedstawiono szereg słów do wyboru i musieli wybrać jedno i się nad nim zastanowić.

Okazało się, że ten sam model komputerowy pozwala na odgadnięcie, jakie słowo wybrała osoba badana.

Naukowcom udało się nawet odtworzyć niektóre słowa, zamieniając zarejestrowane impulsy mózgowe z powrotem na fale dźwiękowe na podstawie „mapy” komputerowej.

Podwójny efekt

„Ta praca zabija dwie pieczenie na jednym ogniu” — mówi jeden z autorów badania, profesor Robert Knight z University of California w Berkeley. „Po pierwsze, nauka podstawowa wniknęła teraz jeszcze głębiej w mechanizmy mózgu”.

„A z praktycznego punktu widzenia osoby z wadami mowy mogą być w stanie wykorzystać tę technologię: gdy nie mogą mówić, mogą wizualizować w myślach to, co chcą powiedzieć” – wyjaśnia Knight. „Pacjenci przekazali nam cenne informacje i byłoby miło podziękować im w ten sposób”.

Autorzy raportu przestrzegają jednak, że potrzeba jeszcze wiele pracy, aby udoskonalić technikę „odczytywania wzorców myślowych” i że urządzenie potrafiące odczytywać myśli nie pojawi się w najbliższej przyszłości.