Seberapa dekat kita dengan fusi pikiran dan mesin?

Pembatasan pengelakan

Sama seperti orang Yunani kuno yang bermimpi terbang, hari ini kita bermimpi menggabungkan otak dan mesin untuk memerangi masalah menjengkelkan kematian manusia. Bisakah pikiran terhubung langsung ke kecerdasan buatan, robot, dan pikiran lain melalui neurointerface (BCI) untuk mengatasi keterbatasan manusia kita?

Selama 50 tahun terakhir, para peneliti dari laboratorium universitas dan perusahaan di seluruh dunia telah membuat kemajuan yang mengesankan menuju masa depan seperti itu. Baru-baru ini, pengusaha sukses, seperti Elon Musk ( Neuralink ) dan Brian Johnson ( Kernel ), telah mengumumkan perusahaan baru yang tujuannya adalah untuk memperluas kemampuan manusia dengan menggabungkan otak dan komputer.

Seberapa dekat kita dengan berhasil mengintegrasikan otak kita dengan mesin? Dan apa akibatnya?

Mulai: Rehabilitasi dan Pemulihan

Eb Fetz, seorang peneliti di Centre for Sensory Neural Engineering (CSNE) , adalah salah satu pelopor dalam menghubungkan mesin ke otak. Pada tahun 1969, sebelum komputer pribadi pertama kali muncul, ia menunjukkan bahwa monyet dapat menggunakan sinyal otak mereka untuk mengontrol jarum yang bergerak melintasi disk.

Sebagian besar pekerjaan BCI saat ini bertujuan untuk meningkatkan kualitas hidup orang lumpuh atau mereka yang memiliki gangguan motorik serius. Anda mungkin pernah mendengarnya di berita: Peneliti University of Pittsburgh menggunakan sinyal yang direkam di dalam otak untuk mengendalikan lengan robot . Peneliti Stanford dapat mengekstrak keinginan untuk memindahkan pasien yang lumpuh dari sinyal otak, memungkinkan mereka untuk menggunakan tablet secara nirkabel.

Demikian pula, beberapa sensasi virtual terbatas dapat dikirim kembali ke otak menggunakan arus listrik di dalam atau di permukaan otak.

Bagaimana perasaan utama kita - penglihatan dan pendengaran? Versi pertama mata bionik untuk orang dengan gangguan penglihatan parah telah dirilis secara komersial, dan versi yang lebih baik sedang menjalani uji klinis . Implan Pendengaran, di sisi lain, telah menjadi salah satu implan bionik paling sukses dan paling umum - lebih dari 300.000 orang di seluruh dunia menggunakannya.



Antarmuka Otak-ke-Komputer Dua Arah (BBCI) dapat merekam sinyal dari otak dan mengirim informasi kembali ke otak melalui stimulasi. Pusat Teknik Saraf Sensomotor (CSNE), CC BY-ND

BCI paling kompleks adalah BCI "dua arah" (BBCI), yang dapat menerima sinyal dari sistem saraf dan mengirimkannya ke sana. Di pusat kami, kami sedang mempelajari BBCI sebagai alat rehabilitasi baru yang radikal untuk pengobatan stroke dan cedera tulang belakang. Kami telah menunjukkan bahwa BBCI dapat digunakan untuk memperkuat koneksi antara dua area otak atau antara otak dan sumsum tulang belakang dan mengarahkan informasi di sekitar area kerusakan untuk menghidupkan kembali anggota tubuh yang lumpuh .

Melihat semua keberhasilan ini, Anda mungkin berpikir bahwa antarmuka saraf akan menjadi gadget konsumen berikutnya.

Masih di awal

Tetapi dengan melihat dari dekat pada BCI menunjukkan bahwa kita masih tidak jauh: ketika BCI mengendalikan gerakan, mereka jauh lebih lambat, kurang akurat dan kurang kompleks daripada yang orang biasa dengan mudah lakukan dengan anggota tubuh mereka. Mata Bionic memiliki resolusi yang sangat rendah, implan pendengaran dapat secara elektronik mentransfer informasi ucapan, tetapi mendistorsi musik. Dan agar semua teknologi ini dapat berfungsi, elektroda harus ditanamkan secara operasi - suatu prospek yang belum diterima oleh kebanyakan orang.

Namun, tidak semua BCI bersifat invasif. Ada BCI non-invasif yang tidak memerlukan operasi. Mereka biasanya didasarkan pada rekaman listrik (EEG ) dari kulit kepala dan digunakan untuk menunjukkan kendali kursor , kursi roda , lengan robot , kendaraan udara tak berawak , robot humanoid, dan bahkan komunikasi otak-otak .



Grid elektrokortikografi yang digunakan untuk mendeteksi perubahan listrik pada permukaan otak diuji karakteristik listriknya. Pusat Teknik Saraf Sensomotor, CC BY-ND


Tetapi semua keberhasilan ini ada di laboratorium, di mana kamarnya sunyi, subjeknya tidak terganggu, proses persiapannya panjang dan metodis, dan eksperimennya berlanjut cukup lama untuk menunjukkan konsep kerja. Sangat sulit untuk membuat sistem ini cepat dan tahan lama untuk menggunakannya dalam dunia nyata dalam praktiknya.

Bahkan dengan elektroda implan, masalah muncul ketika mencoba membaca pikiran - karena struktur otak kita yang kurang dipelajari. Kita tahu bahwa setiap neuron dan ribuan tetangganya membentuk jaringan yang sangat besar dan terus berubah . Apa artinya ini bagi para neuroengineer?

Bayangkan Anda mencoba memahami percakapan antara sekelompok besar teman tentang topik yang kompleks, tetapi Anda hanya diperbolehkan mendengarkan satu orang. Mungkin Anda secara kasar dapat mengetahui apa yang dipertaruhkan, tetapi Anda pasti tidak akan mengetahui semua detail dan nuansa. Dan implan terbaik kami hanya memungkinkan kami untuk mendengarkan beberapa area kecil otak sekaligus, sehingga kami dapat melakukan beberapa hal yang mengesankan, tetapi kami tidak memahami keseluruhan "percakapan".

Ada juga yang kami anggap sebagai kendala bahasa. Neuron berkomunikasi satu sama lain melalui interaksi kompleks sinyal listrik dan reaksi kimia. Bahasa elektrokimia alami ini dapat diartikan menggunakan sirkuit listrik, tetapi tidak mudah. Demikian pula, ketika kita mengirimkan sinyal ke otak melalui stimulasi listrik, mereka terdengar dengan "aksen" listrik yang kuat. Ini menyulitkan neuron untuk memahami stimulasi apa yang coba disampaikan dalam perjalanan semua aktivitas saraf saat ini.

Akhirnya, ada masalah kerusakan. Jaringan otak lunak dan lunak, sementara sebagian besar bahan konduktif elektrik kami - kabel yang terhubung ke jaringan otak - sangat kaku. Alasan mengapa implan elektronik sering menyebabkan respon parut dan kekebalan tubuh , dan implan kehilangan efektivitasnya seiring waktu. Serat dan array biokompatibel yang fleksibel pada akhirnya dapat menyelesaikan masalah.

Coadaptation

Terlepas dari semua masalah ini, kami optimis tentang masa depan bionik kami. BCI tidak harus sempurna. Otak secara mengejutkan adaptif dan dapat belajar cara menggunakan BCI dengan cara yang sama seperti kita mempelajari keterampilan baru , seperti mengendarai mobil atau menggunakan antarmuka layar sentuh. Demikian pula, otak dapat belajar menafsirkan jenis informasi sensorik baru, bahkan jika mereka digunakan secara non-invasif , misalnya, menggunakan pulsa elektromagnetik.


Kami percaya bahwa BCI bi-directional "co-adaptif", di mana elektronik belajar dengan otak dan mengkomunikasikan informasi kepadanya dalam proses pembelajaran, mungkin merupakan langkah yang diperlukan dalam menciptakan antarmuka saraf yang lengkap. Penciptaan BCI dua arah yang adaptif dan ko-adaptif adalah tujuan dari pusat kami.

Kami juga senang melihat kemajuan terbaru dalam pengobatan penyakit seperti diabetes menggunakan "elektroterapi" - implan kecil eksperimental yang mengobati penyakit tanpa obat, mengirimkan perintah langsung ke organ internal.

Para peneliti telah menemukan cara baru untuk mengatasi hambatan bahasa elektro-biokimia. Sebagai contoh, menyuntikkan "renda saraf" mungkin merupakan cara yang baik untuk meningkatkan pertumbuhan saraf di sekitar elektroda implan daripada menolaknya. Probe nanowire fleksibel , basis saraf fleksibel, dan antarmuka karbon kaca juga dapat memungkinkan komputer biologis dan teknologi untuk hidup berdampingan dengan sukses di tubuh kita di masa depan.

Dari bantuan hingga peningkatan

Startup baru Ilona Mask - Neuralink telah mengumumkan tujuan akhir - untuk meningkatkan orang-orang dengan bantuan BCI, untuk memberi otak kita langkah awal dalam perlombaan yang berkelanjutan antara manusia dan kecerdasan buatan. Dia berharap bahwa dengan kemampuan untuk terhubung ke mesin, otak manusia akan meningkatkan kemampuannya sendiri - dan mungkin memungkinkan kita untuk menghindari masa depan ketika AI akan jauh melampaui kemampuan manusia. Visi seperti itu, tentu saja, mungkin tampak jauh atau tidak biasa, tetapi kita tidak boleh menolaknya hanya karena alasan ini. Lagipula, mobil self-driving adalah fiksi ilmiah satu setengah dekade yang lalu - dan sekarang mereka telah memenuhi jalan kita.



BCI dapat dipelajari dalam dimensi yang berbeda: apakah itu berinteraksi dengan sistem saraf perifer (saraf) atau sistem saraf pusat (otak), apakah itu invasif atau non-invasif, dan apakah itu membantu memulihkan fungsi yang hilang atau meningkatkan kemampuan. James Woo; diadaptasi dari Sakurambo, CC BY-SA

Karena antarmuka otak-komputer melampaui pemulihan fungsi para penyandang cacat dan memperluas kemampuan orang-orang yang mampu, kita perlu menyadari sejumlah masalah yang terkait dengan persetujuan, privasi, identitas, dan kesetaraan. Di pusat kami, tim filsuf, dokter dan insinyur secara aktif bekerja untuk memecahkan masalah etika, moral dan keadilan sosial dan menawarkan rekomendasi neuroethical sebelum mereka memasuki kehidupan kita.

Menghubungkan otak kita secara langsung ke sebuah mesin pada akhirnya dapat menjadi perpanjangan alami dari bagaimana orang telah memperluas kemampuan mereka selama berabad-abad, dari menggunakan roda untuk mengatasi batasan perjalanan kita, hingga tanda-tanda pada tablet tanah liat dan kertas, untuk memperluas memori kita. Seperti komputer, telepon pintar, dan headset realitas virtual sekarang, BCI, ketika mereka akhirnya memasuki pasar konsumen, akan menarik, mengecewakan, berisiko, dan pada saat yang sama menjanjikan.

---