openscience

Σε μια πρώτη στο είδος της μελέτη, μια διεθνής ομάδα από νευροεπιστήμονες και μηχανικούς ρομποτικής απέδειξαν τη βιωσιμότητα της απευθείας επικοινωνίας εγκεφάλου προς εγκέφαλο σε ανθρώπους. Δημοσιευμένα πρόσφατα στο περιοδικό PLOS ONE, τα εξαιρετικά νέα ευρήματα περιγράφουν την επιτυχή μετάδοση πληροφοριών μέσω διαδικτύου μεταξύ του ανέπαφου δέρματος της κεφαλής δύο ανθρώπων που βρίσκονται 5.000 μίλια μακριά.

"Θέλαμε να μάθουμε αν θα μπορούσε κάποιος να επικοινωνεί απευθείας μεταξύ δύο ανθρώπων, διαβάζοντας τη δραστηριότητα του εγκεφάλου από το ένα άτομο και εμβολιάζοντάς την στο δεύτερο άτομο, και να το πραγματοποιεί αυτό σε μεγάλες φυσικές αποστάσεις, εκμεταλλευόμενος τις υφιστάμενες οδούς επικοινωνίας", εξηγεί το μέλος της συντακτικής ομάδας Alvaro Pascual-Leone, MD, PhD, Διευθυντής του Κέντρου Berenson-Allen για τη μη επεμβατική διέγερση του εγκεφάλου στο Ιατρικό κέντρο Beth Israel Deaconess (BIDMC) και Καθηγητής Νευρολογίας στην Ιατρική Σχολή του Harvard. "Μια τέτοια οδός είναι, φυσικά, το διαδίκτυο, οπότε η ερώτησή μας μετατράπηκε στο: Θα μπορούσαμε να αναπτύξουμε ένα πείραμα που θα μπορούσε να παρακάμψει την ομιλία ή την πληκτρολόγηση στο Διαδίκτυο και να καταστήσει εφικτή την απευθείας επικοινωνία εγκεφάλου προς εγκέφαλο μεταξύ ατόμων που βρίσκονται μακριά ο ένας από τον άλλο, στην Ινδία και τη Γαλλία;".

Η απάντηση αποδείχθηκε πως ήταν "ναι".

Στο νευροεπιστημονικό ισοδύναμο των άμεσων μηνυμάτων, ο Pascual-Leone, μαζί με τους Giulio Ruffini και Carles Grau, οι οποίοι ηγούνται μιας ομάδας ερευνητών από το Starlab της Βαρκελώνης στην Ισπανία και τον Michel Berg, επικεφαλής ομάδας από το Axilum Robotics στο Στρασβούργο της Γαλλίας, μετέδωσαν με επιτυχία τις λέξεις "hola" και "ciao" σε μια εκπομπή εγκεφάλου προς εγκέφαλο μέσω υπολογιστή, από μια τοποθεσία στην Ινδία σε μια άλλη στη Γαλλία, χρησιμοποιώντας ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (EEG) συνδεδεμένο στο internet και υποβοηθούμενες από ρομπότ και απεικονιστικά καθοδηγούμενες τεχνολογίες διακρανιακής μαγνητικής διέγερσης (TMS).

Προηγούμενες μελέτες σχετικά με την αλληλεπίδραση εγκεφάλου-υπολογιστή (BCI) βασισμένη σε ηλεκτροεγκεφαλογράφημα, έκαναν συνήθως χρήση της επικοινωνίας μεταξύ του ανθρώπινου εγκεφάλου και του υπολογιστή. Σε αυτές τις μελέτες, ηλεκτρόδια συνδεδεμένα με το δέρμα της κεφαλής ενός ατόμου κατέγραψαν τα ηλεκτρικά ρεύματα στον εγκέφαλο, καθώς το άτομο πραγματοποίησε μια σκέψη δράσης, όπως τη συνειδητή σκέψη μετακίνησης του χεριού ή του ποδιού. Ο υπολογιστής στη συνέχεια ερμήνευσε αυτό το σήμα και το μετέφρασε σε μια έξοδο ελέγχου, όπως ένα ρομπότ ή μια αναπηρική καρέκλα.

Ωστόσο, σε αυτή τη νέα μελέτη, η ερευνητική ομάδα πρόσθεσε ένα δεύτερο ανθρώπινο εγκέφαλο στο άλλο άκρο του συστήματος. Στη μελέτη συμμετείχαν τέσσερις υγιείς συμμετέχοντες, ηλικίας 28 έως 50 ετών. Σε ένα από τα τέσσερα άτομα ανατέθηκε ο κλάδος διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή (BCI) και το άτομο αυτό ήταν ο αποστολέας των λέξεων. Στους άλλους τρεις ανατέθηκε ο κλάδος διεπαφής υπολογιστή-εγκεφάλου (CBI) των πειραμάτων και τα άτομα αυτά έλαβαν τα μηνύματα, τα οποία έπρεπε να καταλάβουν.

Χρησιμοποιώντας ηλεκτροεγκεφαλογράφημα, η ερευνητική ομάδα μετέφρασε πρώτα τους χαιρετισμούς "hola" και "ciao" σε δυαδικό κώδικα και στη συνέχεια έστειλε με e-mail τα αποτελέσματα από την Ινδία στη Γαλλία. Εκεί, μια διεπαφή υπολογιστή-εγκεφάλου μετέδωσε το μήνυμα στον εγκέφαλο του δέκτη μέσω μη επεμβατικής διέγερσης του εγκεφάλου. Τα άτομα βίωσαν αυτή τη διαδικασία ως φωσφένια, δηλαδή λάμψεις φωτός στην περιφερική τους όραση. Το φως εμφανίστηκε σε αριθμητικές ακολουθίες που επέτρεψαν στο δέκτη να αποκωδικοποιήσει τις πληροφορίες στο μήνυμα, και παρότι τα άτομα ανέφεραν ότι δεν αισθάνθηκαν κάτι, έλαβαν πράγματι σωστά τους χαιρετισμούς.

Ένα δεύτερο παρόμοιο πείραμα διεξήχθη μεταξύ ατόμων στην Ισπανία και τη Γαλλία, με τελικό αποτέλεσμα ένα συνολικό ποσοστό σφάλματος μόλις 15 %, ποσοστό σφάλματος 11 % στο άκρο της αποκωδικοποίησης και 5 % στην πλευρά της αρχικής κωδικοποίησης.

"Με τη χρήση προηγμένης ακρίβειας νευρο-τεχνολογιών, συμπεριλαμβανομένων των ασύρματων ηλεκτροεγκεφαλογραφημάτων και της ρομποτικής διακρανιακής μαγνητικής διέγερσης, καταφέραμε να μεταδώσουμε απευθείας και μη επεμβατικά μια σκέψη από ένα άτομο σε ένα άλλο, χωρίς να χρειάζεται να μιλήσουν ή να γράψουν", ανέφερε ο Pascual-Leone και κατέληξε: "Αυτό από μόνο του είναι ένα αξιοσημείωτο βήμα στην ανθρώπινη επικοινωνία, αλλά η δυνατότητα της επίτευξης αυτού σε μια απόσταση χιλιάδων μιλίων είναι μια πολύ σημαντική απόδειξη επί της αρχής για την ανάπτυξη της επικοινωνίας εγκεφάλου προς εγκέφαλο. Πιστεύουμε ότι τα πειράματα αυτά αντιπροσωπεύουν ένα σημαντικό πρώτο βήμα στη διερεύνηση της δυνατότητας συμπλήρωσης ή παράκαμψης της παραδοσιακής επικοινωνίας που βασίζεται στη γλώσσα ή την κίνηση".