Επιστήμονες πέτυχαν να διαβάσουν τις σκέψεις του εγκεφάλου μέσω εμφυτευμάτων

Επιστήμονες: Τεχνολογία που μέχρι πρότινος ανήκε στη σφαίρα της επιστημονικής φαντασίας φαίνεται πλέον να προσεγγίζει την πραγματικότητα. Η ικανότητα ανάγνωσης σκέψεων μέσω άμεσων νευρωνικών διεπαφών, γνωστών ως διεπαφές εγκεφάλου–υπολογιστή (BCIs), έχει σημειώσει σημαντική πρόοδο τα τελευταία χρόνια. Μία πρόσφατη μελέτη του Πανεπιστημίου Στάνφορντ κατόρθωσε για πρώτη φορά να αποκωδικοποιήσει άμεσα την εσωτερική ομιλία – δηλαδή, αυτό που σκέφτεται ότι λέει κάποιος, χωρίς φωνή ή κίνηση.

Οι BCI λειτουργούν συνδέοντας το νευρικό σύστημα του ανθρώπου με εμφυτευμένα ηλεκτρόδια, τα οποία ερμηνεύουν τη νευρωνική δραστηριότητα, επιτρέποντας ενέργειες όπως η χρήση υπολογιστή ή η κίνηση προσθετικών μελών με τη σκέψη. Η τεχνολογία αυτή προσφέρει σε άτομα με κινητικές ή επικοινωνιακές δυσκολίες νέες δυνατότητες αυτονομίας.

Προηγούμενες έρευνες είχαν καταφέρει να αποδώσουν «φωνή» σε ανθρώπους που δεν μπορούσαν να μιλήσουν, καταγράφοντας σήματα από τον κινητικό φλοιό του εγκεφάλου καθώς εκείνοι προσπαθούσαν να κινήσουν το στόμα, τη γλώσσα, τα χείλη ή τις φωνητικές χορδές τους. Ωστόσο, η νέα μελέτη του Στάνφορντ κατάφερε να παρακάμψει εντελώς τη φυσική ομιλία.

Η Δρ. Έριν Κουντς, νευροεπιστήμονας και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, δήλωσε στους «New York Times» ότι εάν μπορέσουμε να αποκωδικοποιήσουμε την εσωτερική ομιλία, τότε «θα μπορούσαμε να παρακάμψουμε την σωματική προσπάθεια» που απαιτείται για την προσομοίωση της ομιλίας. «Θα ήταν λιγότερο κουραστικό, οπότε θα μπορούσαν να χρησιμοποιούν το σύστημα για περισσότερο χρόνο», πρόσθεσε.

Τα ευρήματα της μελέτης, που δημοσιεύτηκαν στις 21 Αυγούστου στο επιστημονικό περιοδικό Cell, ενισχύουν σημαντικά τις δυνατότητες επικοινωνίας για άτομα που δεν μπορούν να μιλήσουν. Το σύστημα εμφάνισε ποσοστό ακρίβειας 74% σε πραγματικό χρόνο – μια επίδοση χωρίς προηγούμενο για αυτού του είδους την τεχνολογία.

Η μελέτη χρησιμοποίησε πολυμονάδες καταγραφής νευρικών σημάτων από τέσσερις συμμετέχοντες, και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η εσωτερική ομιλία αποτυπώνεται έντονα στον κινητικό φλοιό του εγκεφάλου, την περιοχή που σχετίζεται με την παραγωγή λόγου. Οι συμμετέχοντες ήταν άτομα με σοβαρή παράλυση, λόγω είτε πλάγιας μυατροφικής σκλήρυνσης (ALS) είτε εγκεφαλικού επεισοδίου.

Οι επιστήμονες εμφύτευσαν μικροηλεκτρόδια στον κινητικό φλοιό για την καταγραφή των νευρικών σημάτων. Ζητήθηκε από τους συμμετέχοντες να προσπαθήσουν να μιλήσουν ή να φανταστούν ότι λένε μια σειρά λέξεων. Και οι δύο ενέργειες ενεργοποίησαν παρόμοιες περιοχές του εγκεφάλου και παρήγαγαν αντίστοιχη νευρική δραστηριότητα.

Τα σήματα αυτά μεταφράστηκαν σε λέξεις και προτάσεις μέσω μοντέλων τεχνητής νοημοσύνης που είχαν εκπαιδευτεί να αναγνωρίζουν φωνήματα – τις βασικές μονάδες της γλώσσας. Σε επίδειξη, το εμφύτευμα κατάφερε να μεταφράσει φανταστικές προτάσεις με ποσοστό ακρίβειας που έφτανε έως και 74%.

Ο καθηγητής Φρανκ Γουίλετ, επίκουρος καθηγητής νευροχειρουργικής στο Στάνφορντ, δήλωσε στους Financial Times ότι η αποκωδικοποίηση ήταν αρκετά αξιόπιστη ώστε να αποδείξει πως, με μελλοντικές βελτιώσεις στον εξοπλισμό και το λογισμικό, «θα μπορούσαν να αποκατασταθούν ταχείς, άνετες και άπταιστες συνομιλίες μέσω της εσωτερικής ομιλίας μόνο».

Ωστόσο, η αποκωδικοποίηση της εσωτερικής φωνής εγείρει και σοβαρές ανησυχίες σχετικά με την ιδιωτικότητα. Κατά τη διάρκεια των δοκιμών, το εμφύτευμα κατέγραψε και ανεπιθύμητα σήματα – δηλαδή σκέψεις που δεν είχαν ζητηθεί να εκφραστούν, εντείνοντας τους φόβους περί πιθανής παραβίασης προσωπικών σκέψεων.

Η τεχνολογία φαίνεται να θολώνει τα όρια ανάμεσα στη δημόσια και την ιδιωτική σκέψη. Η καθηγήτρια νομικής και φιλοσοφίας στο Πανεπιστήμιο Duke, Νίτα Φαραχανί, προειδοποίησε ότι η «εποχή της διαφάνειας του εγκεφάλου» αποτελεί μια εντελώς νέα πραγματικότητα, καθώς όσο προχωρά η έρευνα, τόσο πιο «διάφανος» γίνεται ο ανθρώπινος νους.

Για να αντιμετωπιστεί ο κίνδυνος παραβίασης της ιδιωτικότητας, οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα «νοητικό συνθηματικό» – ένα είδος κωδικού που ενεργοποιεί τη λειτουργία αποκωδικοποίησης μόνο όταν ο χρήστης το σκεφτεί. Επέλεξαν τη φράση «Chitty Chitty Bang Bang», τίτλο γνωστού παιδικού βιβλίου του Ίαν Φλέμινγκ και κινηματογραφικής ταινίας του 1968, λόγω της μοναδικότητάς της. Η χρήση του συνθηματικού αποδείχθηκε αποτελεσματική κατά 98% στην αποτροπή ακούσιας αποκωδικοποίησης σκέψεων.

Ο βιοηθικολόγος Κόεν Μάρκους Λάιονελ Μπράουν, του Πανεπιστημίου Wollongong στην Αυστραλία, χαρακτήρισε τη μελέτη ως «βήμα προς τη σωστή κατεύθυνση», τονίζοντας ότι, εφόσον εφαρμοστεί πιστά, θα ενισχύσει τη δυνατότητα των ασθενών να ελέγχουν τι πληροφορίες μοιράζονται και πότε.

Η Φαραχανί, σε συνέντευξή της στο NPR, υπογράμμισε ότι ο εγκέφαλος είναι «το πιο ευαίσθητο όργανο του ανθρώπου» και η αποκάλυψή του στον έξω κόσμο αλλάζει ριζικά την έννοια της ανθρώπινης ύπαρξης και των διαπροσωπικών σχέσεων.

Από την πλευρά της, η Δρ. Εβελίνα Φεντορένκο, γνωστική νευροεπιστήμονας στο MIT, παρατήρησε ότι μεγάλο μέρος της ανθρώπινης σκέψης είναι μη λεκτικό. Οι αποκωδικοποιήσεις εσωτερικής ομιλίας έχουν υψηλή επιτυχία όταν πρόκειται για λέξεις που έχουν συνειδητά φανταστεί οι συμμετέχοντες, αλλά η ακρίβεια μειώνεται όταν οι σκέψεις είναι πιο αυθόρμητες ή ανοιχτού τύπου. Όταν ζητήθηκε από συμμετέχοντες να σκεφτούν το αγαπημένο τους παιδικό χόμπι, τα δεδομένα που καταγράφηκαν ήταν «ως επί το πλείστον άχρηστα». Πολλές σκέψεις, είπε, «δεν είναι καλά διαμορφωμένες προτάσεις».

Η Δρ. Κουντς, επικεφαλής της μελέτης, παραδέχθηκε ότι η τεχνολογία απέχει ακόμα από το να επιτρέψει πλήρεις συζητήσεις. «Τα αποτελέσματα είναι περισσότερο απόδειξη ενός αρχικού εννοιολογικού πλαισίου», εξήγησε.

Παρά την πρόοδο, οι ελπίδες πρέπει να παραμείνουν ρεαλιστικές. Το λεξιλόγιο που μπορεί να αναγνωριστεί είναι περιορισμένο, η ακρίβεια δεν είναι απόλυτη και τα εμφυτεύματα απαιτούν χειρουργική επέμβαση. Το σύστημα απαιτεί επίσης μακρόχρονη εκπαίδευση και συνεχείς ρυθμίσεις. Για την ευρεία κλινική εφαρμογή του, απαιτούνται βελτιώσεις στους αλγορίθμους, στις διεπαφές υλικού και στις συνθήκες εμφύτευσης, οι οποίες, σύμφωνα με τους ερευνητές, θα χρειαστούν αρκετά χρόνια.

Ωστόσο, αυτές οι εξελίξεις έχουν προκαλέσει έναν ευρύτερο διάλογο για τα λεγόμενα «νευροδικαιώματα», δηλαδή τη νομική και ηθική προστασία της πνευματικής ζωής από παρεμβάσεις. Εν μέσω αυτών των εξελίξεων, διαφαίνεται ένα μέλλον όπου ακόμη και οι σιωπές θα μπορούν να αποκτήσουν φωνή – ακόμη και αν αυτό δεν είναι πάντα επιθυμητό.