Met het eerste sociale netwerk van hersenen kunnen drie mensen gedachten naar elkaars hoofden overbrengen

Het vermogen om gedachten rechtstreeks naar de hersenen van een ander te sturen, is sciencefiction. Tenminste, dat was het vroeger.

In de afgelopen jaren hebben natuurkundigen en neurowetenschappers een arsenaal aan hulpmiddelen ontwikkeld die bepaalde soorten gedachten kunnen voelen en informatie erover naar andere hersenen kunnen overbrengen. Dat heeft brain-to-brain-communicatie tot een realiteit gemaakt.

Deze hulpmiddelen omvatten elektro-encefalogrammen (EEG's) die elektrische activiteit in de hersenen registreren en transcraniële magnetische stimulatie (TMS), die informatie naar de hersenen kan verzenden.

In 2015 gebruikten Andrea Stocco en zijn collega's van de Universiteit van Washington in Seattle deze uitrusting om twee mensen met elkaar te verbinden via een brain-to-brain-interface. De mensen speelden toen een spel van 20 vragen.

Een voor de hand liggende volgende stap is om meerdere mensen te laten deelnemen aan zo'n gesprek, en vandaag hebben Stocco en zijn collega's aangekondigd dat ze dit hebben bereikt met behulp van een 's werelds eerste brain-to-brain-netwerk. Het netwerk, dat ze BrainNet noemen, stelt een kleine groep in staat om een ​​gezamenlijk Tetris-achtig spel te spelen. Onze resultaten vergroten de mogelijkheid van toekomstige brain-to-brain-interfaces die coöperatieve probleemoplossing door mensen mogelijk maken met behulp van een 'sociaal netwerk' van verbonden hersenen, zeggen ze.

De technologie achter het netwerk is relatief eenvoudig. EEG's meten de elektrische activiteit van de hersenen. Ze bestaan ​​uit een aantal elektroden die op de schedel zijn geplaatst en die elektrische activiteit in de hersenen kunnen opvangen.

Een belangrijk idee is dat mensen de signalen die hun hersenen produceren relatief gemakkelijk kunnen veranderen. Hersensignalen kunnen bijvoorbeeld gemakkelijk worden meegevoerd met externe signalen. Dus het kijken naar een licht dat met 15 hertz knippert, zorgt ervoor dat de hersenen een sterk elektrisch signaal met dezelfde frequentie uitzenden. Door de aandacht te verplaatsen naar een lampje dat knippert met 17 Hz, verandert de frequentie van het hersensignaal op een manier die een EEG relatief gemakkelijk kan herkennen.

TMS manipuleert hersenactiviteit door elektrische activiteit in specifieke hersengebieden te induceren. Een magnetische puls gericht op de occipitale cortex veroorzaakt bijvoorbeeld het gevoel van het zien van een lichtflits, bekend als een fosfeen.

Samen maken deze apparaten het mogelijk om signalen rechtstreeks van en naar de hersenen te sturen en te ontvangen. Maar niemand heeft een netwerk gecreëerd dat groepscommunicatie mogelijk maakt. Tot nu.

Stocco en zijn collega's hebben een netwerk gecreëerd waarmee drie personen informatie rechtstreeks naar hun hersenen kunnen verzenden en ontvangen. Ze zeggen dat het netwerk eenvoudig schaalbaar is en alleen wordt beperkt door de beschikbaarheid van EEG- en TMS-apparaten.

Het proof-of-principle-netwerk verbindt drie mensen: twee zenders en één persoon die kan ontvangen en verzenden, allemaal in aparte kamers en niet in staat om conventioneel te communiceren. De groep moet samen een Tetris-achtig spel oplossen waarbij een vallend blok moet worden gedraaid zodat het in een ruimte onderin het scherm past.

De twee afzenders, die EEG's dragen, kunnen allebei het volledige scherm zien. Het spel is zo ontworpen dat de vorm van het dalende blok in de onderste rij past, hetzij als het 180 graden wordt gedraaid, hetzij als het niet wordt gedraaid. De afzenders moeten beslissen welke en de informatie doorsturen naar het derde lid van de groep.

Om dit te doen, variëren ze het signaal dat hun hersenen produceren. Als het EEG een 15 Hz-signaal van hun hersenen oppikt, verplaatst het een cursor naar de rechterkant van het scherm. Wanneer de cursor de rechterkant bereikt, stuurt het apparaat een signaal naar de ontvanger om het blok te draaien.

De zenders kunnen hun hersensignalen controleren door naar LED's aan weerszijden van het scherm te staren - de ene knippert met 15 Hz en de andere met 17 Hz.

De ontvanger, gekoppeld aan een EEG en een TMS, heeft een andere taak. De ontvanger kan alleen de bovenste helft van het Tetris-scherm zien en kan dus het blok zien, maar niet hoe het moet worden gedraaid. De ontvanger ontvangt echter signalen via het TMS van elke afzender en zegt ofwel roteren of niet roteren.

De signalen bestaan ​​uit een enkele fosfeen om aan te geven dat het blok moet worden gedraaid of geen lichtflits om aan te geven dat het niet mag worden gedraaid. De datasnelheid is dus laag: slechts één bit per interactie.

Nadat de ontvanger gegevens van beide afzenders heeft ontvangen, voert hij de actie uit. Maar cruciaal is dat de game nog een ronde van interactie mogelijk maakt.

De afzenders kunnen het blok zien vallen en kunnen zo bepalen of de ontvanger de juiste oproep heeft gedaan en de volgende actie - roteren of niet - in een andere communicatieronde doorgeven.

Hierdoor kunnen de onderzoekers wat plezier hebben. In sommige van de onderzoeken veranderen ze opzettelijk de informatie van de ene afzender om te zien of de ontvanger kan bepalen of hij deze moet negeren. Dat introduceert een element van fouten dat vaak wordt weerspiegeld in echte sociale situaties.

Maar de vraag die ze onderzoeken is of mensen kunnen bedenken wat ze moeten doen als de datasnelheden zo laag zijn. Het blijkt dat mensen, omdat het sociale dieren zijn, onderscheid kunnen maken tussen de juiste en valse informatie met alleen het brain-to-brain-protocol.

Dat is interessant werk dat de weg vrijmaakt voor complexere netwerken. Het team zegt dat de informatie over een op maat gemaakt netwerk gaat dat is opgezet tussen drie kamers in hun laboratoria. Er is echter geen reden waarom het netwerk niet kan worden uitgebreid tot internet, zodat deelnemers over de hele wereld kunnen samenwerken.

Een op de cloud gebaseerde brain-to-brain-interfaceserver zou de informatieoverdracht tussen elke set apparaten op het brain-to-brain-interfacenetwerk kunnen sturen en deze wereldwijd via internet kunnen bedienen, waardoor cloudgebaseerde interacties tussen hersenen op wereldwijde schaal mogelijk worden. , zeggen Stocco en zijn collega's. Het nastreven van dergelijke brain-to-brain-interfaces heeft het potentieel om niet alleen nieuwe grenzen te openen in menselijke communicatie en samenwerking, maar ons ook een dieper begrip van het menselijk brein te verschaffen.

Fascinerende dingen!

Referentie: arxiv.org/abs/1809.08632 : BrainNet: een Brain-to-Brain-interface voor meerdere personen voor directe samenwerking tussen hersenen

zich verstoppen