Det første sociale netværk af hjerner lader tre mennesker overføre tanker til hinandens hoveder

Evnen til at sende tanker direkte til en anden persons hjerne er science fiction-stoffet. Det plejede i hvert fald at være.

I de senere år har fysikere og neurovidenskabsmænd udviklet et arsenal af værktøjer, der kan fornemme bestemte slags tanker og overføre information om dem til andre hjerner. Det har gjort hjerne-til-hjerne-kommunikation til en realitet.

Disse værktøjer omfatter elektroencefalogrammer (EEG'er), der registrerer elektrisk aktivitet i hjernen og transkraniel magnetisk stimulation (TMS), som kan overføre information til hjernen.

I 2015 brugte Andrea Stocco og hans kolleger ved University of Washington i Seattle dette gear til at forbinde to personer via en hjerne-til-hjerne-grænseflade. Folkene spillede derefter et spil med 20 spørgsmål.

Et oplagt næste skridt er at give flere personer mulighed for at deltage i sådan en samtale, og i dag meddelte Stocco og hans kolleger, at de har opnået dette ved at bruge et verdensførste hjerne-til-hjerne-netværk. Netværket, som de kalder BrainNet, giver en lille gruppe mulighed for at spille et samarbejdende Tetris-lignende spil. Vores resultater rejser muligheden for fremtidige hjerne-til-hjerne-grænseflader, der muliggør samarbejdende problemløsning af mennesker ved hjælp af et 'socialt netværk' af forbundne hjerner, siger de.

Teknologien bag netværket er forholdsvis ligetil. EEG'er måler hjernens elektriske aktivitet. De består af en række elektroder placeret på kraniet, som kan opfange elektrisk aktivitet i hjernen.

En central idé er, at folk relativt nemt kan ændre de signaler, som deres hjerne producerer. For eksempel kan hjernesignaler let blive medført med eksterne. Så at se et lys, der blinker ved 15 hertz, får hjernen til at udsende et stærkt elektrisk signal med samme frekvens. At skifte opmærksomhed til et lys, der blinker ved 17 Hz, ændrer frekvensen af ​​hjernesignalet på en måde, som et EEG relativt nemt kan få øje på.

TMS manipulerer hjerneaktivitet ved at inducere elektrisk aktivitet i specifikke hjerneområder. For eksempel udløser en magnetisk puls fokuseret på den occipitale cortex følelsen af ​​at se et lysglimt, kendt som en phosphen.

Tilsammen gør disse enheder det muligt at sende og modtage signaler direkte til og fra hjernen. Men ingen har skabt et netværk, der tillader gruppekommunikation. Indtil nu.

Stocco og hans kolleger har skabt et netværk, der giver tre personer mulighed for at sende og modtage information direkte til deres hjerner. De siger, at netværket er let skalerbart og kun begrænset af tilgængeligheden af ​​EEG- og TMS-enheder.

Det proof-of-principle netværk forbinder tre personer: to afsendere og en person, der kan modtage og sende, alle i separate rum og ude af stand til at kommunikere konventionelt. Gruppen skal sammen løse et Tetris-lignende spil, hvor en faldende blok skal drejes, så den passer ind i et rum nederst på skærmen.

De to afsendere, der er iført EEG'er, kan begge se hele skærmen. Spillet er designet, så formen på den faldende blok passer i den nederste række, enten hvis den drejes 180 grader, eller hvis den ikke drejes. Afsenderne skal beslutte hvilken og udsende informationen til det tredje medlem af gruppen.

For at gøre dette varierer de signalet, som deres hjerner producerer. Hvis EEG'et opfanger et 15 Hz-signal fra deres hjerner, flytter det en markør mod højre side af skærmen. Når markøren når til højre, sender enheden et signal til modtageren om at dreje blokken.

Afsendere kan styre deres hjernesignaler ved at stirre på lysdioder på hver side af skærmen – den ene blinker ved 15 Hz og den anden ved 17 Hz.

Modtageren, der er knyttet til et EEG og en TMS, har en anden opgave. Modtageren kan kun se den øverste halvdel af Tetris-skærmen, og kan således se blokken, men ikke hvordan den skal drejes. Modtageren modtager dog signaler via TMS'en fra hver afsender, der siger enten roter eller roter ikke.

Signalerne består af et enkelt phosphene for at angive, at blokken skal drejes eller ingen lysglimt for at indikere, at den ikke skal drejes. Så datahastigheden er lav - kun en bit pr. interaktion.

Efter at have modtaget data fra begge afsendere, udfører modtageren handlingen. Men afgørende giver spillet mulighed for endnu en omgang interaktion.

Afsendere kan se blokken falde og kan således afgøre, om modtageren har foretaget det rigtige opkald, og transmittere det næste handlingsforløb - enten rotere eller ej - i en anden kommunikationsrunde.

Dette giver forskerne mulighed for at have det sjovt. I nogle af forsøgene ændrer de bevidst informationen fra én afsender for at se, om modtageren kan afgøre, om den skal ignoreres. Det introducerer et element af fejl, der ofte afspejles i virkelige sociale situationer.

Men spørgsmålet, de undersøger, er, om mennesker kan finde ud af, hvad de skal gøre, når datahastighederne er så lave. Det viser sig, at mennesker, der er sociale dyr, kan skelne mellem den korrekte og falske information alene ved hjælp af hjerne-til-hjerne-protokollen.

Det er interessant arbejde, der baner vejen for mere komplekse netværk. Holdet siger, at informationen rejser på tværs af et skræddersyet netværk, der er oprettet mellem tre rum i deres laboratorier. Der er dog ingen grund til, at netværket ikke kan udvides til internettet, hvilket giver deltagere over hele verden mulighed for at samarbejde.

En cloud-baseret hjerne-til-hjerne-grænsefladeserver kunne dirigere informationstransmission mellem ethvert sæt af enheder på hjerne-til-hjerne-grænsefladenetværket og gøre det globalt operabelt via internettet og derved tillade skybaseret interaktion mellem hjerner på global skala , siger Stocco og hans kolleger. Forfølgelsen af ​​sådanne hjerne-til-hjerne-grænseflader har potentialet til ikke kun at åbne nye grænser i menneskelig kommunikation og samarbejde, men også give os en dybere forståelse af den menneskelige hjerne.

Fascinerende ting!

Ref: arxiv.org/abs/1809.08632 : BrainNet: En multi-person hjerne-til-hjerne-grænseflade til direkte samarbejde mellem hjerner

skjule