Így kommunikál egymással két agy

Lehetséges lesz-e valaha beszéd nélkül gondolatokat, sőt képességeket, érzéki benyomásokat átutaztatni egyik ember agyából a másikba? A Smithsonian cikke megvizsgálja, a sci-fik világához képest hol tartunk ma telepátia-ügyben.

Hogy néz ki a telepátia 2015-ben? Nos, egyelőre nem pont úgy, mint a tudományos-fantasztikus regényekben.

Jeltovábbítás elektromos úton

A Washingtoni Egyetem neuromérnöki központjában ül egy fiatal hölgy; fején elektródokkal teletűzdelt EEG-sapka, amely elvezeti az agykérge által kibocsátott elektromos jeleket.

EEG-sapka Forrás: AFP/John MacDougall

A kísérletben, melynek önkéntes résztvevője, kérdésekre kell válaszolnia úgy, hogy egy „igen” és „nem” feliratú lámpa közül a megfelelőre pillant. A lámpák valójában villognak: az „igen” másodpercenként 13-szor, a „nem” másodpercenként 12-szer. Ez a különbség olyan csekély, hogy az emberi elme nem fogja fel, elegendő viszont ahhoz, hogy a látókérgének elektromos aktivitásából egy számítógép kiolvassa.

Ha a számítógép úgy ítéli meg, hogy a kísérleti alany az „igen” lámpát nézi, küld egy jelet egy másik épületben lévő szobába, ahol egy másik hölgy üldögél, feje mögött egy mágneses tekerccsel. Az „igen” jel működésbe hozza a mágnest, s ezzel rövid zavart idéz elő a második alany látókérgében, melyet ő futó fényfelvillanásként érzékel. Ily módon az első alany válasza az éteren át elutazik a második alany agyába, anélkül, hogy az alanyok bármi egyéb módon érintkeznének.

Információmozgatás elmétől elméig

Az emberi faj eddigi története során az agy felé kizárólag az öt érzék szolgáltatott bemenetet, kimenetképpen pedig a nyelv és a gesztusok szolgáltak. A kutatók ezt az ősi kommunikációs keretet feszegetik, amikor elmétől elméig információt mozgatnak téren és időn át, lehetőséget kínálva az információ módosítására, sőt, kiegészítésére is.

A fent leírt próbálkozás egyfajta felhívás keringőre – legalábbis így fogja fel Rajesh Rao, aki kollégájával, Andrea Stoccóval együtt a kísérletet tervezte. Ha minden igaz, a 21. század idegtudománya jórészt ennek a „keringőnek” a dallamára fog táncolni, miközben remélhetőleg forradalmian új technológiai eszközöket kapunk a kezünkbe az elbutulás, a stroke és a gerincvelő-sérülések kezelésére.

Agy-számítógép interfészek

A kiindulási pontot Rao agy-számítógép interfészekkel, vagyis az agy és az ember alkotta elektronikus eszközök közötti kommunikációs rendszerekkel végzett munkája szolgáltatta. Az agy-számítógép interfészek az idegi impulzusokat elektromos jelekké alakítják, amelyek alkalmasak egy külső eszköz vezérlésére. Rao és munkatársai már 2008-ban bemutattak

egy olyan robotot, amely EEG-vel vezérelhető, és képes egy helyiségben mozogva tárgyakat felszedni.

Képzeljük csak el, mekkora segítség lenne egy ilyen robot nyaktól lefelé megbénult gazdájának – s könnyen lehet, hogy egy napon ez a megoldás közönségessé válik.

Agy-számítógép interfész Forrás: Wikimedia Commons

Az első kísérlet, melyben Rao két agy közötti telekommunikáció lehetőségét vizsgálta, egy egyszerű lövöldözős számítógépes játék köré épült. A közeledő űrhajókat lövéssel kellett megsemmisíteni, s amikor a képernyőt figyelő alany elérkezettnek látta az időt a tüzelésre, gondolatban erre koncentrált. Gondolatát számítógép alakította elektromos impulzussá, s ez egy másik, a képernyőt nem látó alany agyába küldött egy mágneses jelet.

A jel hatására a másik alany ujja – anélkül, hogy erre tudatosan figyelnie kellett volna – megnyomott egy billentyűt. Rao elmondása szerint az alanyok kis gyakorlás után egész jól teljesítettek a játékban. Azt azonban belátja, hogy a jelenlegi eszközökkel ennél bonyolultabb információcsomagokat – például egy komplett zongoradarab lejátszására vonatkozó impulzusáradatot – lehetetlen volna átvinni egyik agyból a másikba.

Nehézségek a számítógép-agy kapcsolatban

Nem mintha az ehhez szükséges számítástechnikai kapacitás nem állna rendelkezésre; a probléma az agy és a számítógép közötti kommunikációval van, különösen a számítógéptől az agy irányába.

Hogyan is juttathatnánk el egy impulzust az emberi agy mintegy 86 milliárd idegsejtje közül éppen a megfelelőkhöz?

A leghatékonyabb megoldás egy agyba épített vevőkészülék volna, amely előre kialakított kapcsolatai révén képes lenne az idegsejtek meghatározott csoportjait – vagy akár egyes különálló neuronokat – serkenteni. Ehhez hasonló készülékeket már alkalmaznak ún. mély agyi stimulációra, mely technikával a Parkinson-kórban és más agyi rendellenességekben szenvedőket próbálják kezelni. De míg egy gyógyíthatatlan beteg talán önként aláveti magát az ehhez szükséges agyműtétnek, ugyanez nemigen várható el egy kétes kimenetelű kísérlet leendő résztvevőitől.

Idegvégződések az emberi agyban Forrás: Wikipedia

Elnagyolt hatás a mágneses mező változtatásával

Rao és kollégái ezért egy jóval kevésbé precíz, de a koponya felnyitása nélkül is működő eszközt, a változó mágneses mezőt alkalmazzák a jelek agyba juttatására. A módszer elve az, hogy a külső mágneses mező megváltozása parányi áramot indukál az agykéreg megfelelő részében. Az eljárás az eddigi tapasztalatok szerint biztonságos – Rao első önkéntes kísérleti alanya Stocco, a tudós kutatótársa volt –, ám a létrehozott hatás meglehetősen elnagyolt: a legkisebb ingerelhető terület több mint egy centiméter átmérőjű. Emiatt a mágneses stimuláció alkalmazása a durvább mozgások kiváltására – mint amilyen egy billentyű megnyomása –, vagy igen-nem jellegű válaszok átvitelére korlátozódik.

Fókuszált ultrahang

Az információátvitel egy másik módja, a fókuszált ultrahang ennél jobban teljesít: segítségével akár egy rizsszemnyi agyterület is pontosan becélozható. Míg az ultrahang ma bevett orvosi alkalmazásai – mint a képalkotás vagy a szövetroncsolás – a magas, 800 kHz-től a MHz-esig terjedő frekvenciatartományt használják, a Harvard Egyetem radiológusainak kutatásai szerint az ennél alacsonyabb, 350 kHz-es ultrahang hatékonyan és biztonságosan alkalmazható arra, hogy a segítségével jeleket küldjenek az agyba – igaz, egyelőre csak a patkányokéba.

Seung-Schik Yoo és munkatársainak kísérleteiben a jel egy emberi önkéntes kísérleti alanytól származott, aki EEG-berendezéssel felszerelve egy számítógép képernyőjén megjelenő fényhatásokra figyelt. Amikor egy meghatározott fénymintázatra koncentrált a képernyőn, a számítógép az agyhullámai alapján felismerte ezt, és ultrahang-jelet küldött a patkány agyába, amely ennek hatására megmozdította a farkát. Yoo biztosan állítja, hogy a fókuszált ultrahang semmilyen káros hatást nem gyakorolt a patkányok agyára, de bármilyen humán kísérlet előtt a módszer biztonságosságát az emberi agyban is ellenőrizni kellene.

Ismeretlen a működési mechanizmusa

A fókuszált ultrahang egyik hátránya az, hogy a mágneses stimulációval ellentétben nem tudni róla pontosan, miként vált ki elektromos potenciált az idegsejtekben, hiszen ez esetben nem elektromágneses, hanem mechanikus energia kelti az agyi ingerületet.

Az egyik lehetőség az, hogy az ultrahanghullámok apró hólyagocskákat, ún. vezikulákat robbantanak szét az idegsejtekben, s ezáltal idegi ingerületátvivő anyagokat szabadítanak fel. Egy másik elképzelés szerint az ultrahang az ún. kavitáció jelensége révén kis buborékokat választ le a sejthártyáról, ezzel megváltoztatva annak elektromos tulajdonságait.

Yoo egy egzotikusabb magyarázattal is előállt:

szerinte az agy idegsejtjei rendelkeznek a mechanikus ingerlést felfogó receptorokkal, csak ezeket eddig nem tanulmányozta senki.

Elmélete alapján e mechanoreceptorok magyaráznák, miért látunk „csillagokat” – gyors fényfelvillanásokat – a fejünket ért ütés hatására. Mindenesetre ha a fókuszált ultrahang emberekben is biztonságosnak bizonyul, és használhatónak tűnik a számítógép-agy adatátvitelre, egy sor mindmáig felfedezetlen – sőt, elképzelhetetlen – lehetőség felé nyitja meg az utat.

Verbális üzenetek továbbítása

Az egyik, viszonylag kézenfekvő távlati lehetőség a verbális üzenetek közvetlen agytól agyba utaztatása volna – bár, ha jobban belegondolunk, nem világos, mi haszna lenne ennek egy olyan faj esetében, amelynek kitűnő eszközei vannak a tényleges nyelvi kommunikációra. Vajon miért volna szükség arra, hogy technológiailag kifinomultabb módon tudjuk megüzenni valakinek: „el fogok késni”, vagy „szeretlek”?

Rendben, elképzelhetőek szituációk, ahol a hang nélküli gondolatátadásnak lennének előnyei, például egy katonai hadművelet vagy titkos rendőri akció során. De ha valaha lesz is erre mód, az még mindenképpen sokáig várat magára.

Agy-számítógép interfész működése vázlatosan Forrás: Wikimedia Commons

Hola

Az eddigi leginformációdúsabb üzenet, ami embertől emberig – konkrétan Indiából Franciaországba – utazott, ennyi volt: „hola”, vagyis spanyolul „szia”. Az üzenetet egy barcelonai csoport kódolta, majd dekódolta fáradságos munkával, hogy „telepatikusan” szállíthatóvá váljon. Ám idővel, és az eszközök finomodásával talán lehetségessé válik majd, hogy egy stroke-ban lebénult beteg a gondozójával – vagy akár a kutyájával – szavak nélkül kommunikáljon.

Persze ha csak annyit szeretne mondani, hogy „kérlek, hozd ide az újságot”, arra egyszerűbb megoldások is kínálkoznak, hiszen már ma is léteznek beszédszintetizátorok, amelyek kisebb kerülővel megoldják ezt a feladatot.

De mi van, ha a tolószékben ülő páciens maga Stephen Hawking, az idegsorvadásban szenvedő világhírű fizikus, aki jelenleg egy még működő arcizmát használja arra, hogy a kimondani kívánt szavak első pár betűjét begépelje? Az ő gondolatai bizonyára megérdemelnének egy közvetlenebb csatornát a világ felé.

Határtalan perspektíva

Vagy lehet, hogy túl földhözragadtan gondolkodunk? Lehet, hogy nem is a természetes nyelvet kellene helyettesíteni telepatikus megfelelőjével? Álmodhatnánk valami nagyratörőbbet: mi lenne, ha nem gondolatokat, hanem – amolyan Mátrix-módra – magát a nyers információt, sőt, rögtön kész tudást, képességeket, vagy érzékszervi bemeneteket közölhetnénk az aggyal?

Ha az orvostanhallgatók mindjárt a világ legjobb sebészének az agyából tölthetnék le egy bonyolult műtét kivitelezésének programját, vagy a zenészek közvetlenül hozzáférhetnének egy zseniális zongorista memóriájához?

„Vajon csak egyféle módja létezhet a tudás elsajátításának?” – töpreng Rao. – „Vagy lehet, hogy van rövidebb út? És ha igen, az vajon csalásnak minősül? Ma csalásnak számít, ha valaki vizsga alatt az okostelefonjával próbálja megtalálni a választ az interneten.

De ha az agyunk közvetlen összeköttetésben lenne az internettel – akkor is csalás volna? A siker záloga napjaink társadalmában egyre inkább az, milyen gyorsan tudjuk elérni, feldolgozni és hasznosítani az információt, nem pedig az, hogy mennyit tudunk a fejünkbe tömni belőle. A keresést egyelőre az ujjainkkal végezzük. De ha pusztán a gondolatainkkal tennénk – talán volna abban valami eredendően bűnös?”

A viselkedés befolyásolása

Mielőtt Rao merész felvetései túl messze csábítanának bennünket, érdemes leszögezni, mi az, amit pillanatnyilag egyetlen komolyan vehető tudós sem állít vagy ígér. Először is: senki nem hiszi azt, hogy az emberek természetes – vagy akár természetfeletti – módon rendelkeznének a telepátia képességével. A fejünkben szaladgáló elektromos impulzusok túlontúl gyengék ahhoz, hogy jelerősítés nélkül egy másik ember agyába átjuthassanak. Olyan technológiával sem rendelkezünk (és a tudósok nem is tartanak ilyet elképzelhetőnek), melynek révén valaki észrevétlenül belepillanthatna az agyunkba – különösen nem a távolból.

EEG-sapka Forrás: Wikimedia Commons

Elménk biztonságosan titkosított üzemmódban működik, hacsak nem szolgáltatunk valakinek kulcsot azzal, hogy felveszünk egy EEG-sapkát, beülünk egy MRI-masinába, vagy beültettetünk egy agyi implantátumot. Annyira viszont már jutottunk, hogy ideje legyen elgondolkodni bizonyos nem túl távoli lehetőségek etikai vonzatain. Milyen morális megfontolások mellett lehetne emberek – például bűnözők – viselkedését e célra tervezett eszközökkel befolyásolni? Félő, hogy a rohamosan fejlődő technika ezen a téren is lekörözte a róla folyó erkölcsi diskurzust.