تلفیق انسان با ماشین، به‌سان آمیخته شدن رویا با منطق

BCI یا ارتباط مغز با کامپیوتر در طی چند سال گذشته توجه زیادی را به خود جلب کرده‌ است. هدف نهایی BCI احتمالاً بهبود عملکردهای ذهنی انسان است. کامپیوتر با شناخت عملکرد مغز و رمزگشایی کردن آن می‌تواند به داشتن عملکردی بهتر کمک کند، اما ما هنوز در ابتدای راه هستیم، چرا که همینک رمزگشایی اطلاعات بی‌شماری که از مغز به دست می‌آید، امکان‌پذیر نشده‌ است. اولین گام برای پیشرفت BCI شناخت عملکرد مغز و رمزگشایی فعالیت آن است. یکی از مهمترین تلاش‌هایی که در طی قرن گذشته انجام شده است، اختراع دستگاه EEG یا الکتروانسفالوگرام توسط هانس برگر است. دستگاهی که برگر ساخت می‌توانست امواج هشت تا سیزده هرتز را که امواج آلفا نامیده می‌شود، ثبت و ضبط کند. اگرچه هانس برگر در ابتدای مسیر اختراع دستگاه دچار سختی‌های فراوانی بود، اما در نهایت توانست فعالیت الکتریکی مغز را با دقت بسیار زیادی اندازه‌گیری و ثبت کند.

یکی از اختراعاتی که تاریخ علوم اعصاب را متحول کرد، بدون شک اختراع نوار مغز (الکتروانسفالوگرام) بود. هانس برگر که یک روانپزشک اهل آلمان بود، با الهام از تحقیقات ریچارد کیتون به فکر ثبت امواج الکتریکی قشر مخ افتاد. او توانست در سال 1942 با استفاده از دو الکترود نقره‌ای که روی پوست سر، یکی در جلو و یکی در عقب، فیکس کرده‌ بود، امواج الکتریکی مغز را با استفاده از یک گالوانومتر ثبت کند. او همچنین توانست برای نخستین بار بی‌نظمی‌هایی را که در امواج الکتریکی مغز مبتلایان به صرع وجود دارد، تبیین و امواج طبیعی مغز انسان در حالات مختلف را دسته‌بندی کند. کشف امواج آلفای مغز را به کارهای او نسبت می‌دهند. امروزه از اختراع برگر به شکل پیشرفته‌تر در زمینه‌های تشخیصی و تحقیقاتی علوم اعصاب استفاده می‌شود.

رقابت بین انسان و هوش مصنوعی جذاب بوده است؛ تیترهای هیجان‌انگیزی با این عنوان که کدام یک پیروز خواهد شد، در طی سالیان اخیر بر روی مجلات علمی معتبر مشاهده شده‌ است، اما BCI یا ارتباط بین مغز و کامپیوتر نگاه دیگری به این مسئله دارد. به این شکل که انسان در کنار کامپیوتر می‌تواند قدرتمندتر و خلاق‌تر باشد و انسان در کنار کامپیوتر می‌تواند بر کامپیوتر به تنهایی و یا بر انسانی دیگر غلبه کند. این پدیده را می‌توان در ورزش فکری شطرنج مشاهده‌ کرد. در سال ۲۰۱۷ گری کاسپاروف اسطوره و قهرمان رشته‌ی شطرنج نگاه ویژه‌ خودش را به هوش مصنوعی ارائه کرد. او به هوش مصنوعی بسیار امیدوار است. اگرچه کاسپاروف بزرگترین شکست زندگی خودش را در برابر کامپیوتری از شرکت IBM متحمل شد، با این حال این اتفاق نه تنها او را ناامید نساخت، بلکه در نتیجه‌ی این اتفاق و به قول خودش زمانی که داشت زخم های خود را می‌مکید، ایده‌های جالبی برای استفاده از کامپیوتر برای ارتقای کارکردهای شناختی انسان به ذهنش خطور کرد. از جمله این ایده‌ها می توان به برگزاری اولین تورنمنت شطرنج انسان در کنار کامپیوتر اشاره‌ کرد. کاسپاروف متوجه شد که حتی یک بازیکن آماتور با توانایی بیشتر در استفاده‌ی بهینه از عملکرد کامپیوتر می‌تواند یک بازیکن بسیار قدرتمند را شکست دهد. این موضوع نشان می‌دهد که تا چه حد هوش مصنوعی در حل مسائل به ما کمک می‌کند. اگر روزی ارتباط بین مغز و کامپیوتر درهم‌تنیده‌تر شود، بشر به توانایی‌های بسیار خارق العاده‌ای دست خواهد یافت. رؤیاپردازی انسان در کنار قدرت محاسبه‌ی دقیق یک کامپیوتر می‌تواند بشر را بسیار قدرتمندتر سازد. از طرفی یک کامپیوتر نیز برای آن که بتواند کار‌های ناشدنی را انجام دهد به چیزی احتیاج دارد که هیچگاه آن را به‌دست نخواهد آورد: شور و اشتیاق آدمی.
BCI را می‌توان سیستمی عنوان کرد که در آن اطلاعات به طور مستقیم میان مغز و یک وسیله‌ی الکترونیکی تبادل می‌شود. در این سیستم داده‌ها می‌توانند در نهایت به یک دستگاه خارجی منتقل شود و یا برعکس. اگر چه BCI در ابتدای راه خود اهداف پزشکی و نظامی را دنبال می‌کرد، اما کاربرد آن در طی سالیان اخیر در حال گسترش به سایر حیطه‌ها بوده‌ است. اولین تحقیقات حوزه‌ی BCI بر روی انسان در دهه ۱۹۶۰ میلادی انجام شد. در این مطالعات افراد توانایی کنترل یک ابزار را به وسیله‌ی EEG یا الکتروانسفالوگرافی به دست می‌آوردند. اگرچه این مطالعه آغازی رسمی برای ایجاد یک حوزه‌ی تحقیقاتی بود، اما هنوز نام BCI را به‌ یدک نمی‌کشید. تولد واقعی حوزه‌ی BCI در دهه‌ی هفتاد میلادی بود. در این دهه تمرکز اصلی BCI بر روی بازگشت عملکرد حسی و حرکتی در افراد ناتوان بود. برای مثال محققان در تلاش بودند تا با تعبیه‌ی ایمپلنت‌های حلزون گوش برای بهبود عملکرد شنوایی در افراد ناشنوا یا ساخت اندام‌های مصنوعی برای افراد معلول و کسانی که دست و پای خود را از دست داده‌ بودند، به این افراد کمک کنند. اما باید مدتی می‌گذشت تا ایده‌‌ای هیجان‌انگیزتر به ذهن محققان خطور کند؛ BCI نه تنها به عنوان ابزاری برای بازگشت یک توانایی بلکه به‌عنوان ابزاری تقویت‌کننده در نظر گرفته شد. حتی این دیدگاه بلندپروازانه باعث شد تا ارتش ایالات متحده‌ی آمریکا سرمایه‌گذاری وسیعی برای پیشبرد پروژه‌های حوزه‌ی ارتباط مغز و کامپیوتر انجام دهد.
آنچه که تا به حال توسط BCI به ارمغان آمده، ستودنی و خارق‌العاده است؛ از اندام‌های مصنوعی چندکاره برای افراد معلول گرفته تا ایجاد توانایی ارتباط در افراد مبتلا به بیماری ALS (که زمانی ارتباط برقرار کردن با آن‌ها غیرممکن بود)، ایمپلنت‌های شنوایی در حلزون گوش که به بهبود شنوایی افراد ناشنوا کمک می‌کند و یا جدیدترین ابزارهایی که با داده‌خوانی مغزی می‌تواند خواب ما را بهبود بخشند؛ همه این‌ها در طی دهه‌های اخیر ساخته شده‌‌اند.

اما فناوری BCI در نهایت باید چه مرزهایی را در نوردد؟

الف) انتقال دو طرفه اطلاعات میان مغز و کامپیوتر

فناوری امروزی بیشتر بر انتقال اطلاعات از انسان به ماشین استوار است. انتقال کارآمد، سریع و مؤثر داده‌ها از ماشین به مغز انسان و بالعکس (برای مثال اطلاعات بازخوردی شنوایی، دیداری یا هردو) هنوز آن طور که باید دقیق و بهینه نیست. احتمالاً تکامل BCI به این امر بسیار وابسته خواهد بود.

ب) تحریک قشر مغز

یکی دیگر ‏از اهداف BCI انتقال کارآمد اطلاعات بینایی و شنوایی به طور مستقیم به قشر مغز بدون مانیتور و یا هدفون می‌باشد. این تکنولوژی در این راستا و در مطالعات حیوانی پیشرفت‌هایی داشته است که بسیار امیدبخش به نظر می‌رسد؛ اما هنوز دقیق بودن اطلاعاتی که به مغز می‌رسد با دقتی که انتظار می‌رود، قابل مقایسه نیست.
از طرفی انتقال یکپارچه و دقیق سیگنال‌ها از مغز به دستگاه یکی از مشکلات بزرگ BCI می‌باشد. تکنیک‌های EEG و EMG با وجود داشتن رزولوشن زمانی خوب از لحاظ مکانی آن‌طور که باید و شاید نمی‌توانند دقت کافی را داشته باشند. در کنار همه‌ی این نقایص، تفاوت‌های فردی انجام این امر را بیش از پیش سخت می‌کند.

ج) انتقال اطلاعات میان مغز‌ها

شاید بتوان این را یکی از بلندپروازانه‌ترین و زیباترین اهداف BCI دانست. جایی که فناوری ارتباط میان انسان‌ها را تقویت می‌کند. درست مانند تله‌پاتی، اما هدفمند و بسیار دقیق‌تر! در واقع یکی از اهداف این حوزه این می‌باشد که انسان را که موجودی اجتماعی است و پیشرفت‌هایش مدیون اجتماعی بودن مغز اوست، اجتماعی‌تر سازد.

پروژه‌های هیجان‌انگیزی در سراسر دنیا در این زمینه در حال انجام است که در این‌جا به تعدادی از آن‌ها اشاره خواهیم کرد:

1. پروژه سخن گفتن بی‌صدا

فرض کنید یک استاد دانشگاه به علت سرطان حنجره و یا وضعیتی بغرنج پس از آسیب تارهای صوتی قادر به تولید صدا نباشد. دستگاهی که بتواند افکار او را به صدا تبدیل کند بسیار راهگشا خواهد بود؛ اگرچه این پروژه فعلاً با لب‌خوانی و دقت ۹۰ درصد کار را پیش می‌برد، اما همه می‌دانیم آنچه که از این فناوری تحت عنوان BCI انتظار داریم، ابزاری است که افکار ما را به صدا تبدیل کند، نه حرکات لب‌هایمان را!

2. پروژه نورالینک

پروژه‌ی نورالینک اما انگار واقعاً می‌خواهد مرز‌های BCI را درنوردد! این پروژه با هدف رمزگشایی اطلاعات مغز به وسیله‌ی تراشه‌ای که در مغز کاشته می‌شود، فرمان‌های مغز را به هر وسیله‌ی بیرونی و در سریع‌ترین زمان ممکن منتقل کند.
برای “ایلان ماسک”مبتکر این پروژه مجهز کردن بشر به چنین سلاحی تنها چند سال زمان، صدها میلیون‌ دلار سرمایه، همکاری صدها دانشمند و استخدام هزاران کارشناس را می‌طلبد تا در “نورالینک” (neuralink) ذهن انسان را به هوش مصنوعی “پیوند” بزند. مردی که فانتزی‌های تخیلی را به واقعیت تبدیل می‌کند، این‌بار به دنبال نوعی از پیوند اعضاست که در تاریخ بشریت سابقه ندارد. راهکاری که نورالینک ارائه می‌دهد، ساماندهی تمام این الکترودها به سان مهره‌های یک گردنبند است که آن را از طریق عروق مغزی در کف مخ جاسازی می‌کنند. این گردنبند از نقاط گسترده‌ای از قشر مخ اطلاعات را جمع‌آوری می‌کند و عمده آسیب، ایجاد چند سوراخ در جمجمه به وسیله‌ی یک روبات شبیه چرخ خیاطی است!

3. پروژه Thync

این استارتاپ موفق به ساخت وسیله‌ای کوچک شد که با قرار دادن آن در پشت گردن هنگام خواب، خواب مؤثرتر و مفیدتری برای مصرف‌کنندگان فراهم می‌کند. این دستگاه با ارسال تحریکات مختلف الکتریکی به نواحی خاصی از ساقه‌ی مغز که در تنظیم خواب نقش دارند باعث کاهش استرس حین خواب می‌شود و خواب لذتبخش‌تری را برای استفاده‌کننده به ارمغان می‌آورد!

منبع: مجله مغز و شناخت، شماره 11، پاییز 1398

0
سیناپس
توسعه دهنده وب

بدون محدودیت به هزاران محتوای طبقه بندی شده، مقاله، کتاب‌، دوره‌ آموزشی، رویداد، اخبار، نوآوری و دستاوردهای حوزه علوم شناختی دسترسی پیدا کنید و به بزرگترین شبکه علوم شناختی کشور بپیوندید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سبد خرید
0