Det första sociala nätverket av hjärnor låter tre personer överföra tankar till varandras huvuden

Förmågan att skicka tankar direkt till en annan persons hjärna är science fiction. Åtminstone var det förr.

Under de senaste åren har fysiker och neuroforskare utvecklat ett arsenal av verktyg som kan känna av vissa typer av tankar och överföra information om dem till andra hjärnor. Det har gjort hjärna-till-hjärna-kommunikation till verklighet.

Dessa verktyg inkluderar elektroencefalogram (EEG) som registrerar elektrisk aktivitet i hjärnan och transkraniell magnetisk stimulering (TMS), som kan överföra information till hjärnan.

2015 använde Andrea Stocco och hans kollegor vid University of Washington i Seattle denna utrustning för att koppla ihop två personer via ett hjärna-till-hjärna-gränssnitt. Folket spelade sedan ett spel med 20 frågor.

Ett självklart nästa steg är att låta flera personer gå med i en sådan konversation, och idag meddelade Stocco och hans kollegor att de har uppnått detta med hjälp av ett världsförsta hjärn-till-hjärna-nätverk. Nätverket, som de kallar BrainNet, tillåter en liten grupp att spela ett Tetris-liknande spel. Våra resultat ökar möjligheten till framtida hjärna-till-hjärna-gränssnitt som möjliggör samarbetsproblemlösning av människor med hjälp av ett 'socialt nätverk' av anslutna hjärnor, säger de.

Tekniken bakom nätverket är relativt okomplicerad. EEG mäter hjärnans elektriska aktivitet. De består av ett antal elektroder placerade på skallen som kan ta upp elektrisk aktivitet i hjärnan.

En nyckelidé är att människor relativt enkelt kan ändra de signaler som deras hjärna producerar. Till exempel kan hjärnans signaler lätt dras in med externa. Så att se ett ljus som blinkar med 15 hertz får hjärnan att avge en stark elektrisk signal vid samma frekvens. Att växla uppmärksamhet till ett ljus som blinkar vid 17 Hz ändrar frekvensen av hjärnsignalen på ett sätt som ett EEG kan upptäcka relativt lätt.

TMS manipulerar hjärnaktivitet genom att inducera elektrisk aktivitet i specifika hjärnområden. Till exempel utlöser en magnetisk puls fokuserad på den occipitala cortex känslan av att se en ljusblixt, känd som en fosfen.

Tillsammans gör dessa enheter det möjligt att skicka och ta emot signaler direkt till och från hjärnan. Men ingen har skapat ett nätverk som tillåter gruppkommunikation. Tills nu.

Stocco och hans kollegor har skapat ett nätverk som gör att tre individer kan skicka och ta emot information direkt till sina hjärnor. De säger att nätverket är lätt skalbart och begränsas endast av tillgången på EEG- och TMS-enheter.

Nätverket proof-of-principe kopplar samman tre personer: två avsändare och en person som kan ta emot och sända, alla i separata rum och oförmögna att kommunicera på konventionellt sätt. Gruppen ska tillsammans lösa ett Tetris-liknande spel där ett fallande block ska roteras så att det passar in i ett utrymme längst ner på skärmen.

De två avsändarna, som bär EEG, kan båda se hela skärmen. Spelet är designat så att formen på det fallande blocket passar i den nedre raden antingen om det roteras 180 grader eller om det inte roteras. Avsändarna måste bestämma vilken och sända informationen till den tredje medlemmen i gruppen.

För att göra detta varierar de signalen som deras hjärnor producerar. Om EEG tar upp en 15 Hz-signal från deras hjärnor, flyttar den en markör mot den högra sidan av skärmen. När markören når den högra sidan skickar enheten en signal till mottagaren att rotera blocket.

Avsändarna kan kontrollera sina hjärnsignaler genom att stirra på lysdioder på vardera sidan av skärmen – en blinkar vid 15 Hz och den andra vid 17 Hz.

Mottagaren, kopplad till ett EEG och ett TMS, har en annan uppgift. Mottagaren kan bara se den övre halvan av Tetris-skärmen, och kan så se blocket men inte hur det ska roteras. Emellertid tar mottagaren emot signaler via TMS från varje sändare, som säger antingen rotera eller rotera inte.

Signalerna består av en enda fosfen för att indikera att blocket måste roteras eller ingen ljusblixt för att indikera att det inte ska roteras. Så datahastigheten är låg – bara en bit per interaktion.

Efter att ha tagit emot data från båda avsändarna utför mottagaren åtgärden. Men avgörande är att spelet tillåter ytterligare en omgång av interaktion.

Avsändarna kan se blocket falla och kan sålunda avgöra om mottagaren har gjort rätt samtal och sända nästa handlingssätt - antingen rotera eller inte - i en annan kommunikationsomgång.

Detta gör att forskarna kan ha lite kul. I några av försöken ändrar de medvetet informationen från en avsändare för att se om mottagaren kan avgöra om den ska ignoreras. Det introducerar ett element av fel som ofta återspeglas i verkliga sociala situationer.

Men frågan de undersöker är om människor kan komma på vad de ska göra när datahastigheterna är så låga. Det visar sig att människor, som är sociala djur, kan skilja mellan korrekt och falsk information med enbart hjärn-till-hjärna-protokollet.

Det är intressant arbete som banar väg för mer komplexa nätverk. Teamet säger att informationen går över ett skräddarsytt nätverk som är uppbyggt mellan tre rum i deras labb. Det finns dock ingen anledning till varför nätverket inte kan utökas till Internet, vilket gör det möjligt för deltagare över hela världen att samarbeta.

En molnbaserad hjärna-till-hjärna-gränssnittsserver kan styra informationsöverföring mellan vilken uppsättning enheter som helst i hjärn-till-hjärna-gränssnittsnätverket och göra det globalt fungerande via Internet, och därigenom möjliggöra molnbaserad interaktion mellan hjärnor på global skala , säger Stocco och hans kollegor. Strävan efter sådana hjärn-till-hjärna-gränssnitt har potentialen att inte bara öppna nya gränser i mänsklig kommunikation och samarbete utan också ge oss en djupare förståelse av den mänskliga hjärnan.

Fascinerande grejer!

Ref: arxiv.org/abs/1809.08632 : BrainNet: Ett hjärn-till-hjärna-gränssnitt för flera personer för direkt samarbete mellan hjärnor

Dölj