O wielu narządach człowieka ciągle wiemy zbyt mało. Swoich tajemnic szczególnie mocno strzeże przed nami ludzki mózg. Centralna rola jaką pełni w organizmie oraz jego adaptacyjne czy kontekstowe reakcje powodują, że rozwiązywanie zagadek z mózgiem w roli głównej ekscytuje wielu ludzi. Coraz częściej badania takie prowadzone są na styku różnych dyscyplin, a ich efekty otwierają przed nami nowe, fascynujące obszary wiedzy. 14 września tego roku Witwatersrand University (Wits) w Johannesburgu poinformował w krótkiej notatce, że ich inżynierom udało się połączyć w czasie rzeczywistym mózg człowieka z internetem. Projekt o nazwie “brainternet” pozwolił im na strumieniowe przesyłanie do internetu fal mózgowych, zamieniając w pewnym sensie mózg człowieka w węzeł internetu rzeczy (IoT). Brainternet działa przekształcając w czasie rzeczywistym sygnały, w strumień zasilający internet. Osoba, której mózg ma być połączony z internetem, korzysta z mobilnego urządzenia Emotiv EEG, które rejestruje fale mózgowe i współpracuje równocześnie z mini platformą komputerową Raspberry Pi. Skonwertowane i przetransmitowane fale udostępniane są na specjalnej stronie internetowej (*1).
Informacje płynące z RPA, choć brzmią rewolucyjnie, są jednak wynikiem kontynuacji wielu wcześniejszych prac w tym zakresie. Dzisiaj do internetu staramy się przyłączyć niemal wszystko. Doniesień o połączeniu ludzkiego mózgu z internetem, należało się więc wcześniej czy później spodziewać. Człowiek już od dawna eksperymentował z podsłuchiwaniem sygnałów naszego umysłu. Tomografia komputerowa, elektroencefalografia oraz funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego otwierały przed człowiekiem kolejne tajniku mózgu i stopniowo kształtowały neuronaukę. Udoskonalenie interfejsów mózg-komputer pozwalało na coraz powszechniejsze badania nad mózgiem oraz lepszą interpretację odczytywanych sygnałów. W 2013 roku prowadzony przez Miguela Nicolelisa zespół naukowców z Duke University, połączył elektronicznym interfejsem mózgi dwóch szczurów (*2). W tym samym roku badacze z University of Washington, Rajesh Rao i Andrea Stocco, połączyli za pomocą Skype’a w laboratoryjnych warunkach swoje mózgi. Wysłany przez jednego z nich sygnał mózgowy spowodował poruszenie się palca drugiej osoby. Używając raczej jako pierwsi na świecie bezinwazyjnego interfejsu mózg-komputer, zademonstrowali wzajemne oddziaływanie na siebie połączonych mózgów (*3). W 2015 roku, kiedy naukowcy mieli już za sobą udane próby połączenia mózgów szczurów, małp, ludzi i innych gatunków, The Independet sugerował, że naukowcy łącząc wiele mózgów zwierząt ze sobą, mogą stworzyć system mózgów pracujących jak komputer organiczny. Udane testy pozwalały bowiem sądzić, że tego samego można oczekiwać w przypadku ludzi. Wtedy wizję te nazywano “brainet” (*4). Czytając we wrześniu 2017 doniesienia Uniwersytetu Witwatersrand o pierwszym połączeniu mózgu człowieka z internetem w czasie rzeczywistym, można więc odnieść wrażenie, że mamy do czynienia z kolejnym krokiem na długoletniej drodze interdyscyplinarnych badań nad mózgiem.
Doniesienia o zdobywaniu nowych przyczółków w dziedzinie tak trudnej jak badania mózgu, często mają sensacyjny wydźwięk. Sensacyjnie brzmi zresztą bardzo wiele technologicznych prognoz w mediach, choć niekiedy bywają wyjątki. Stworzona przez The New York Times interaktywna strona internetowa, na której czytelnicy osobiście prognozują rozwój technologii, sugerowała w 2011 roku, że połączenia ludzkiego mózgu za pomocą WiFi z internetem należy się spodziewać w 2076 roku (*5). W tej chwili ta sama strona prognozuje bezprzewodowe połączenie mózgu człowieka z internetem na rok 2103, a data ta była zmieniana przez czytelników 2.653 razy (*6). Wygląda więc na to, że na zrealizowanie tej przepowiedni mamy ponad 80 lat. Oczywiście nie możemy mieć pewności, że to się uda. Jednak wykładniczy rozwój technologii jaki często obserwujemy w ostatnich latach, może spowodować, że powszechnie dostępna technologia komunikacji bezprzewodowej mózgu z internetem, pojawi się dużo wcześniej niż w 2103 roku. Znacznie trudniejszą kwestią do przewidzenia jest natomiast to, co mózg będzie z internetem wymieniał. Choć dzisiaj wydaje nam się, że prace nad interfejsami mózgowymi przybierają na intensywności, nie mówimy o doskonaleniu już skomercjalizowanych i przewidywalnych technologii. Wymieniane między mózgami w internecie informacje, mogą więc za osiemdziesiąt kilka lat służyć do jakichś konkretnych zastosowań, ale nie mamy na to żadnych gwarancji. Adam Pantanowitz z Witwatersrand University, główny reżyser brainternet’u sądzi, że obecnie kolejnym celem ich projektu jest umożliwienie interakcji między użytkownikiem a jego mózgiem, aby użytkownik mógł zobaczyć odpowiedź na generowane bodźce. Jak sądzi, w przyszłości powinno być również możliwe przesyłanie informacji w obydwu kierunkach – zarówno z mózgu jak i do mózgu. Pytanie jednak, jak odległą przyszłość ma na myśli.
To zapewne tylko kwestia czasu, zanim zaczniemy wpływać na nasze umysły i kontrolować je wykorzystując interfejsy mózg-komputer. Dzisiaj nie mamy jednak pojęcia, jak szybko swoje tajemnice mózg pozwoli nam odkrywać. Być może za 100 czy 200 lat nadal będziemy wiedzieć zbyt mało, aby zrealizować dzisiejsze wizje. Byłoby jednak pewnie dziwne, gdybyśmy nie potrafili znacznie więcej, niż potrafimy dzisiaj. Majstrowaniem przy mózgu zaczęliśmy się już przecież interesować komercyjnie. Jednym z bardziej nagłaśnianych medialnie projektów jest kierowana przez Elona Muska firma Neuralink. Musk tym razem postawił sobie za cel stworzenie rodzaju implanta mózgowego, który na początek może pomóc chorym na parkinsona czy padaczkę. Tak naprawdę mówimy jednak o powstaniu szczególnego rodzaju inwazyjnego interfejsu mózg-komputer. Neuralink nazywa implant koronką neuronowa, a nazwę tę zapożycza z książki Iaina M. Banksa “Surface Detail” (*7). Koronka neuronowa to syntetyczno-metalowa, elastyczna siatka, którą udało się wstrzyknąć do mózgu myszy naukowcom z Harvard University. Siatka ta bardzo szybko miesza się z neuronami i umożliwia rejestrowanie sygnałów z neuronów (*8). W przypadku projektu Neuralink nie znamy jednak zbyt wielu szczegółów. Musimy uzbroić się w cierpliwość. Neuralink nie jest również jedyną firmą, która interesuje się interfejsem mózg-komputer. Organizacji, które rynkowo próbują wykorzystywać różne formy interfejsów mózgowych, powstaje coraz więcej. Komercyjne działania w tym zakresie prowadzą na przykład takie firmy jak Kernel (*9), BrainRobotics (*10), Neurable (*11), NeuroLutions (*12) czy MindMaze (*13). Za wieloma z nich stoją już imponujące inwestycje finansowe. Wydaje się, że nawet pomimo bardzo długiej drogi, jaka jest jeszcze przed nami, coraz powszechniejsze “włamywanie się” do mózgu człowieka, zacznie przynosić wiele niespodziewanych odkryć i zwrotów akcji.
Aktualnie brainternet oznacza jedynie możliwość przesyłania za pomocą internetu przetworzonych sygnałów EEG. To bardzo niewiele w stosunku do tego, co chcemy osiągnąć i co podpowiada nam nasza wyobraźnia. Jeżeli kiedyś uda nam się stworzyć tak zaawansowany interfejs mózg-komputer, aby za pomocą sieci internetowej wyzwalać u innych konkretne reakcje oraz łączyć biologiczną pamięć mózgu z pamięcią sztuczną, wtedy rzeczywiście będziemy mogli mówić o nowym wymiarze zarządzania ludzką myślą, o internetowym supermózgu. Bardziej uzasadnione będą wtedy sensacyjnie brzmiące tytuły. Jednak aby opracować precyzyjny interfejs mózg-komputer, musimy znacznie lepiej poznać sam mózg. Musimy również zdawać sobie sprawę z aktualnych ograniczeń internetu, jeżeli chcemy nasze umysły “wrzucić do sieci”. Dzisiaj, choć internet jest dla nas gigantycznym i niezwykle szybko rosnącym zbiorem informacji, to nie jest gotowy na to, aby zmierzyć się nagle ze zwiększeniem swoich zasobów o około 7 miliardów razy. Tak szacuję na szybko przyłączenie do internetu mózgów wszystkich mieszkańców naszej planety. Jak sugerują bowiem stosunkowo świeże wyniki badań, mózg człowieka ma pojemność około 10 razy większą niż sądzoną do tej pory. Naukowcy wyliczyli, że mózg może pomieścić około jednego petabajta informacji, a więc mniej więcej tyle, ile chwilę temu zawierał cały internet. Póki co, to raczej internet mógłby się zmieścić w głowie człowieka. Choć wydajność współczesnych komputerów przyprawia nas o zawrót głowy, to warto zdać sobie również sprawę z faktu, że nasz mózg zużywa do zarządzania jednym petabajtem informacji około 20 watów energii. Komputer, który musiałby zarządzać analogiczną ilością danych potrzebowałby około 1 gigawata. W przeciwieństwie do komputera pracującego w systemie zero-jedynkowym, komórki mózgowe stosują aż 26 różnych metod do kodowania jednostki informacji, odpowiadającej jednemu bitowi (*14). Wszystko to sugeruje, że w konfrontacji z osiągnięciami ewolucji biologicznej, nasze cyfrowe dokonania – delikatnie rzecz ujmując – wymagają dopracowania. Aby możliwe było stworzenie efektywnego interfejsu mózg-komputer, czeka nas również ogrom pracy nad poznaniem i zrozumieniem kompleksowego fenomenu, jakim jest mało urokliwa, galaretowa substancja w naszych mózgoczaszkach.
Rozważając mariaż biologicznego mózgu oraz internetu, myślę czasami, że trafił swój na swego. Zarówno mózg jak i internet cechuje ogromna złożoność i emergentne przejawy działania. Internet integruje zachowanie kilku miliardów użytkowników. Mózg zarządza kilkudziesięcioma miliardami neuronów. Muszą więc czasem zmierzyć się z podobnymi problemami. Jednym z takich problemów jest zarządzanie płynnością przepływu informacji. Całkiem niedawno naukowcy odkryli, że mózg dysponuje biologicznym odpowiednikiem cyfrowego algorytmu “additive increase, multiplicative decrease”, który stosowany jest w internecie do zarządzania przeciążeniem przepływu informacji (*15). Dzięki przyrostowemu zwiększaniu okien przeciążenia, kiedy ruch w sieci jest niewielki, oraz szybszemu, wielokrotnemu zmniejszaniu okien przy nasileniu ruchu, algorytm ten w miarę sprawiedliwie dzieli przepustowość internetu między użytkowników. W podobny sposób zachowuje się nasz mózg. Choć internet i mózg stosują zupełnie inne środki do realizacji tego celu, to model zapobiegania zatorom w przepływie informacji wydaje się być zbliżony. Wielu innych podobieństw internetu do mózgu, ludzie dopatrują się od dawna. Porównujemy na przykład komunikujące się za pośrednictwem synaps komórki nerwowe mózgu z komputerami wymieniającymi informacje za pośrednictwem połączeń kablowych i światłowodowych. Podobne mogą nam się wydawać mechanizmy routingu w internecie i mózgu, czy na przykład hierarchia ważności stron internetowych i waga procesów, którymi zarządza mózg. Jednak uleganie pokusie zbyt powierzchownych metafor między mózgiem a technologiami cyfrowymi, może znacząco osłabić naszą czujność poznawczą, wyprowadzając nasze przemyślenia na manowce. Mózg nieporównywalnie bardziej różni się od komputera czy internetu niż jest do nich podobny.
Między mózgiem a światem cyfrowym, co nikogo dziwić nie powinno, istnieją olbrzymie różnice. Mózg to bardzo słabo poznany świat fizyki i biochemii, który broni do siebie dostępu przed człowiekiem. Świat bitów i bajtów wydaje się natomiast jedynie wycinkiem z poznanych przez człowieka praw, które potrafiliśmy zamienić na działające w powtarzalny sposób maszyny. Powtarzalność jest tutaj bardzo ważnym słowem-kluczem. Inna, niezwykle ważna różnica to sposób “myślenia komputerów” oraz “działania algorytmów mózgowych”. Technologie cyfrowe to w dużej części algorytmy deterministyczne. Niezależnie od zmian otoczenia w trakcie ich przebiegu, algorytmy komputerowe determinowane są warunkami wejściowymi (początkowymi). Pozwala to na programowanie przewidywalnych skutków działania systemów informatycznych. Mózg, z racji swojego stażu, musiał zmierzyć się z wieloma nieporównywalnie trudniejszymi i niejednoznacznymi zadaniami. Miał jednak znacznie więcej czasu niż informatyka na doskonalenie algorytmów postępowania. Z czasem wypracował więc rozwiązania, które są w stanie podołać niewyobrażalnym nawet dla najsłynniejszych komputerów problemom. Potrafił błyskawicznie opracowywać przybliżone, choć wystarczająco dobre rozwiązania trudnych zagadnień. Jak wynika z przytoczonych powyżej badań, mózgi robią to na dodatek z niewyobrażalną dla współczesnej informatyki efektywnością energetyczną. Zapewne ewolucyjna presja na utrzymywanie energetycznych wydatków na jak najniższym poziomie, zmuszała mózgi naczelnych do doskonalenia zdolności rozwiązywania zawiłych problemów w najszybszy z możliwych sposobów. Doskonaliła nasze mózgi do wystarczająco efektywnego myślenia nawet “na skróty”. Czy zatem dzisiaj, te dwa odrobinę do siebie podobne, a zarazem tak odległe bagażem doświadczeń byty, zechcą wymieniać się swoimi najlepszymi praktykami, aby wytyczyć drogę do prawdziwego internetu mózgów?
Aby człowiek lepiej zrozumiał działanie własnego mózgu, musi użyć mózgu jeszcze bardziej. Powinien pojąć wiele fascynujących, ewolucyjnych sztuczek, pozwalających na przykład na tak niezwykły kompromis między wydajnością a nakładem energii. Nie tak dawno, udało się naukowcom zbliżyć do zrozumienia jednego z takich fenomenów – mechanizmu rozpoznawania przez mózg twarzy. Badania prowadzone były na blisko spokrewnionych z Homo sapiens makakach. Dzięki specjalnym implantom mózgowym badacze zidentyfikowali aktywność jedynie około dwustu neuronów, których funkcjonowanie związane jest z rozpoznawaniem twarzy. Ustalili, że neurony te nie zapamiętują szczegółowych kopii oglądanych osób, ale że każdy z nich potrafi jedynie analizować określone pomiary struktury twarzy. Mowa na przykład o jej całkowitej szerokości, odległości między oczami, wysokości brwi, czy linii przebiegu włosów. Pokazując makakom portrety kolejnych osób oraz rejestrując w tym czasie aktywność tej niewielkiej ilości neuronów, naukowcy opracowali algorytm, który pozwolił na niezwykle trafne przyporządkowanie fotografii do zarejestrowanych sygnałów (*16). To zapewne dopiero jeden z pierwszych etapów do zrozumienia tego mechanizmu. Przecież oprócz głównej mapy elementów twarzy, w praktyce zapamiętujemy znacznie więcej. Na przykład kolor skóry, kolor oczu czy niezwykle przeszywające spojrzenie. Myślę więc, że to jedynie jeden z pierwszych poziomów wielokondygnacyjnej struktury, niezgłębionych jeszcze przez nas algorytmów mózgowych. Zarazem jednak odkrycie niezwykle doniosłe, w konfrontacji z (na przykład) dotychczasową metaforą mózgu jako komputera. Nasz idealny interfejs mózg-komputer, o ile dane nam będzie kiedykolwiek go stworzyć, będzie znacznie bardziej skomplikowany, niż widzi go nasza obecna wyobraźnia. Wątpię, abyśmy za 10, 50, 100 czy kilkaset lat, wysyłali do internetu wyłącznie fale EEG.
Jak każda wybiegająca w przyszłość fantazja, połączenie mózgu ze światem cyfrowym budzi zarówno fascynacje jak i obawy. Wszelkie obsesje są jednak istotne już teraz, aby mieć więcej czasu na poszukiwanie mądrych konkluzji. Złamanie tajemnic naszego mózgu i zamienienie go w powszechnie dostępny węzeł wszechinternetu wszechrzeczy, wymaga dzisiaj wielu pytań i wielu odpowiedzi. Sporo z tych pytań uczymy się dopiero zadawać. Znaczna ich część obejmuje zagadnienia na pograniczu wielu dyscyplin wiedzy. Choć umysły wielu z nas przesiąknięte są już internetem, to wizja prawdziwej otwartości naszego mózgu na technologie cyfrowe może budzić grozę. Co dokładnie będzie oznaczać za jakiś czas bycie online? Czy kiedy uda nam się połączyć wiele ludzkich mózgów we wspólną sieć, to nasza zdolność odczuwania emocji, nasza (samo)świadomość będzie nadal tak ważnym wyróżnikiem naszego gatunku? Czego wówczas będzie chciał dokonać nasz wspólny, wielomiliardowy supermózg? Czy nadal będziemy lubić i chcieć biologicznie żyć? Co stanie się z naszą prywatnością, naszymi osobistymi nadziejami, obawami i radościami? Czy dla bezpieczeństwa wielomiliardowego plemienia podłączenie mózgu do przyszłego internetu będzie społecznym obowiązkiem? A może przywilejem? Jak poradzimy sobie z odczuwaniem cudzych lęków, chorób, śmierci? Wspólna, biologiczno-cyfrowa świadomość naszej planety wydaje się dzisiaj jeszcze bardzo odległą wizją. Jednak za włamywanie się do mózgu człowiek zabrał się na poważnie. Robią to tysiące naukowców i przedsiębiorców na całym świecie. Informacje o podłączonym do internetu mózgu brzmią dzisiaj jeszcze trochę na wyrost, trochę sensacyjnie. Jednak to, co już udało się osiągnąć, zachęca człowieka do dalszych intensywnych starań. Wątpliwym jest więc, abyśmy zeszli z obranego kursu. Ważnym, abyśmy odpowiednio wcześnie uwzględniali jak największą ilość możliwych aspektów oraz różnych punktów widzenia.
Nie jest to pewnie do końca możliwe, ale właśnie próbuję sobie wyobrazić uczucie kogoś z przyszłości, kto będzie mógł wybrać (czymś na wzór cyfrowego suwaka), w ilu procentach chce być w danym momencie online. Dopuszczam też możliwość, że to internet przyszłości sam zadecyduje o tym, jaki kawałek naszego mózgu, może mu się w danej chwili do czegokolwiek przydać. Drogi brainternecie, przybywaj bez nadmiernego pośpiechu!
