Forskere har for første gang demonstrert et «hjerne-til-hjerne»-grensesnitt med flere personer der tre personer samarbeidet for å fullføre en oppgave via direkte «hjerne-til-hjerne»-kommunikasjon. Dette grensesnittet kalt BrainNet baner vei for direkte samarbeid mellom hjerner for å løse et problem.
Et hjerne-til-hjerne-grensesnitt hos mennesker er hvor innholdet kommer fra nevrale signaler trekkes ut fra en "sender" og leveres til en "mottaker" hjerne via digital teknologi for å muliggjøre direkte hjerne-til-hjerne kommunikasjon. Et hjerne-til-hjerne-grensesnitt kan trekke ut og levere ved hjelp av hjerneavbildning og nevrostimuleringsteknikker. Ikke-invasive metoder kalt elektroencefalografi (EKG) og transkraniell magnetisk stimulering (TMS) brukes til å registrere henholdsvis hjerneaktivitet og levere informasjon til hjernen. Konseptet hjerne-til-hjerne-grensesnitt har vært tilgjengelig i teorien en stund, men konseptet i sin helhet har aldri blitt demonstrert før nå.
En ny studie publisert 16. april i Natur journal Vitenskapelige rapporter har for aller første gang demonstrert et hjerne-til-hjerne-grensesnitt med flere personer – kalt 'BrainNet' – av tre personer kommuniserte og løste en oppgave/problem sammen ved å bruke direkte hjerne-til-hjerne kommunikasjon. De tre deltakerne – Avsender 1, Avsender 2 og Mottaker jobbet med en samarbeidsoppgave – et Tetris-lignende spill. Alle tre deltakerne var tilstede i forskjellige rom til enhver tid og det var ingen kommunikasjon mellom dem, dvs. de kan ikke se eller høre eller snakke med hverandre. Både mottakere og sendere har blitt utstyrt med EKG- og TMS-teknologier, og fjerner dermed behovet for fysiske bevegelser.
I dette Tetris-lignende spillet vises en blokk på toppen av skjermen, og denne blokken må settes riktig nederst for å fylle en linje. Avsender 1 og avsender 2 kunne se spillet (blokken og linjen nederst), men kunne ikke kontrollere spillet. Mottakeren som spilte spillet og hadde total kontroll over det kunne bare se linjen nederst, men visste ikke hvordan han skulle flytte blokken. For å fullføre spillet måtte mottakeren søke hjelp fra avsender 1 og avsender 2 for å få gjenværende informasjon. Dette skulle oppnås via direkte hjerne-til-hjerne-kommunikasjon ved bruk av BrainNet.
Ved starten av eksperimentet ble spillet vist for avsender 1 og avsender 2 på en dataskjerm. De bestemmer da begge hvordan blokken skal roteres. Skjermen viste et "Ja" og "Nei" med LED-lys som blinket henholdsvis 17 ganger og 15 sekunder per sekund. Når avsendere tok en beslutning om å "rotere eller ikke rotere" blokken, konsentrerte de seg eller stirret på det tilsvarende lyset. Lysene som blinker i et annet mønster kan utløse unike typer elektrisk aktivitet i hjernen som deres EKG-hodeutstyr registrerte. Datamaskinen ga tilbakemelding i sanntid for å vise valget deres ved å flytte en markør til ønsket valg. Dette valget blir deretter oversatt til et "Ja eller et Nei".
Deretter må informasjonen fra avsenderne leveres til mottaker. Hvis svaret var "Ja" (roter blokken), så mottakeren et sterkt lysglimt. Alternativt, når det var 'Nei', så ikke mottakeren noe lys. Avsenderens avgjørelse blir deretter levert direkte til mottakerens hjerne ved transkraniell magentisk stimulering. Deretter integrerer mottakeren informasjon mottatt fra avsender 1 og avsender 2. Mottakeren hadde også på seg EKG-hodeutstyr, så lik avsendere tar mottakeren en avgjørelse direkte fra hjernen om hvorvidt blokken skal roteres eller ikke. Mottakeren fyller nå linjen nederst og fullfører spillet.
Totalt 5 grupper (med 3 deltakere hver) fullførte BrainNet-oppgaven. I totalt 16 runder av spillet fylte hver gruppe linjen minst 81 prosent av tiden, dvs. i 13 forsøk. Forskere evaluerte ytelsen til BrainNet ved å injisere støy gjennom falske positiver osv. Det ble sett at mottakeren lærte å stole på den mest pålitelige avsenderen utelukkende basert på informasjonen som ble overført til hjernen deres, akkurat som hvordan det skjer i virkelige sosiale interaksjoner og kommunikasjon.
Hjerne-til-hjerne-grensesnittet BrainNet beskrevet i denne studien baner vei for fremtiden for hjerne-til-hjerne-grensesnitt der sammenkoblede hjerner til mer enn én person kan samarbeide for å løse problemer som ikke kan løses av en enkelt person.
***
{Du kan lese den originale forskningsoppgaven ved å klikke på DOI-lenken nedenfor i listen over siterte kilder}
Source (s)
Jiang, L. et al. 2019. BrainNet: Et multi-person hjerne-til-hjerne-grensesnitt for direkte samarbeid mellom hjerner. Vitenskapelige rapporter. 9 (1). http://dx.doi.org/10.1038/s41598-019-41895-7
