Νευρωνικά εμφυτεύματα:
Προς μια απόλυτη κοινωνική ελέγχου;
3 Απριλίου 2005,
Αλαίν Γκούμι
Υπολογιστής, 57 ετών, Ορλεάν. Επικοινωνία:
alain.goumy
tiscali.fr
Με τη βοήθεια μικροσκοπικών ηλεκτροδίων που εμφυτεύονται στην επιφάνεια του εγκεφάλου, είναι ήδη δυνατό να ελέγχονται άμεσα ορισμένες συσκευές με τη σκέψη. Τέτοια «νευρωνικά εμφυτεύματα» βρίσκονται αυτή τη στιγμή υπό μελέτη σε διάφορα πανεπιστήμια και ιδιωτικές εταιρείες, χάρη σε δημόσια και στρατιωτικά χρηματοδοτικά πόρους. Πρέπει να φοβόμαστε ότι αυτή η έρευνα ανοίγει την πόρτα σε μια απόλυτη κοινωνική ελέγχου των σκέψεών μας και των ενεργειών μας;
BrainGate
Τα προσωρινά αποτελέσματα μιας πειραματικής μελέτης για τη χρήση ενός νευρωνικού εμφυτεύματος παρουσιάστηκαν πρόσφατα [1]. Η μελέτη αφορά ένα σύστημα που ονομάζεται BrainGate ("Η Πύλη του Εγκεφάλου"), αναπτυχθέν από την εταιρεία Cyberkinetics [2], το οποίο επιτρέπει σε ανθρώπους με κινητικά ελαττώματα να χρησιμοποιούν εύκολα διάφορες συσκευές, όπως υπολογιστές, οικιακές συσκευές ή μηχανήματα ιατρικής περίθαλψης, ελέγχοντάς τες απευθείας με τη σκέψη.
Αυτό το σύστημα, βασισμένο σε ένα εμφυτεύμα που αποτελείται από μία μήτρα 10×10 ηλεκτροδίων, κάθε ένα αρκετά λεπτότερο από ένα τρίχα, προορίζεται να εμφυτευθεί από χειρουργό στην επιφάνεια του εγκεφάλου, για να λάβει ηλεκτρικά σήματα από μία περιοχή που ελέγχει τις κινήσεις (κορτικός κινητικός ζώνη). Έτσι, επιτρέπει την ανίχνευση ταυτόχρονα της ηλεκτρικής δραστηριότητας 100 νευρώνων. Αυτά τα σήματα μεταδίδονται μέσω καλωδίου, διαμέσου της κρανιακής κοιλότητας, σε ένα εξωτερικό όργανο που βρίσκεται στην καρέκλα. Μετά από ανάλυση με ηλεκτρονικές και υπολογιστικές μεθόδους, τα απαραίτητα εντολές στέλνονται στις συσκευές που πρέπει να ελεγχθούν.
Από την εμφύτευσή του τον Ιούνιο του 2004, ο πρώτος ασθενής, ένας νέος άνδρας με τετραπληγία, έμαθε να ανάβει ή να σβήνει το φως, να ελέγχει την τηλεόρασή του ή να διαβάζει το ηλεκτρονικό του ταχυδρομείο, αποκλειστικά με τη σκέψη. Και αυτό γίνεται χωρίς ειδική προσπάθεια συγκέντρωσης, καθώς μπορεί να το κάνει ακόμη και κατά τη διάρκεια μιας συζήτησης.
Τα τελικά αποτελέσματα της πειραματικής μελέτης, στην οποία θα συμμετάσχουν και άλλοι τέσσερις τετραπληγικοί, θα δημοσιευθούν προσεχώς το 2005.
(Οι αναγνώστες που επιθυμούν να εμβαθύνουν στις γνώσεις τους για τη λειτουργία του νευρικού συστήματος μπορούν να επισκεφθούν την ιστοσελίδα (στα γαλλικά) που αναφέρω στο [3]).
Πανεπιστήμιο Μπράουν
Οι μελέτες που οδήγησαν στο σύστημα BrainGate διεξήχθησαν στο Πανεπιστήμιο Μπράουν. Αυτό το πανεπιστήμιο, που βρίσκεται στο Πρόβιντενς (Ρόδη Ντελ Άιλαντ), έχει δημιουργήσει ένα πολυεπιστημονικό πρόγραμμα έρευνας για τις επιστήμες του εγκεφάλου (Brown University’s Brain Science Program - BSP) [4].
Ειδικότερα, το εργαστήριο νευροεπιστημών [5] του καθηγητή Τζον Ντόνογκιου ανέπτυξε αυτό το έργο. Χρηματοδοτήθηκε τόσο από ένα πολιτικό όργανο (National Institute of Neurological Disease and Stroke), όσο και από ένα στρατιωτικό όργανο (DARPA), των οποίων τους στόχους θα εξετάσω λεπτομερέστερα στη συνέχεια αυτού του άρθρου.
Ο Τζον Ντόνογκιου είναι επίσης ένας από τους ιδρυτές της εταιρείας Cyberkinetics. Αυτή η «start-up», δημιουργημένη το 2001, εξασφαλίζει την εμπορική διάθεση και τη συνέχιση της ανάπτυξης προϊόντων που προκύπτουν από την ακαδημαϊκή έρευνα στον τομέα της νευρωνικής επεξεργασίας πληροφοριών, και ιδιαίτερα του συστήματος BrainGate. Μια τέτοια προσέγγιση, ακόμη σπάνια στα γαλλικά πανεπιστήμια, δεν είναι καθόλου ασυνήθιστη στις ΗΠΑ.
Ο Τζον Ντόνογκιου δήλωσε σε μια συνέντευξη στο περιοδικό Discover τον Νοέμβριο του 2004 [6]. Εξέλαβα από αυτή τη δήλωση το εξής παράγραφο, που φέρνει κρύο στην πλάτη:
Αν μπορέσει να αποκρυπτογραφηθεί ο κωδικός του εγκεφάλου, σημαίνει ότι οι σκέψεις μου θα μπορούσαν να διαβαστούν κάποτε;
Α: Ναι, αν πιστεύετε ότι η δραστηριότητα των εκπομπών και οι πληθυσμοί κυττάρων είναι το πραγματικό περιεχόμενο της δραστηριότητας του εγκεφάλου — αλλά μπορεί να μην είναι. Μπορεί να υπάρχει περισσότερα από αυτό. Αλλά αν ήταν μόνο αυτό, και μπορούσατε να συλλέξετε όλα αυτά με εκατομμύρια ηλεκτροδίων, τότε θεωρητικά θα μπορούσατε να ανακατασκευάσετε όλα όσα συμβαίνουν στο κεφάλι σας, να δείτε τα όνειρά σας και να γνωρίζετε τις σκέψεις σας.
Δεν έχουμε φτάσει ακόμη εκεί, αλλά η πόρτα είναι ανοιχτή...
Οι αναγνώστες που ενδιαφέρονται για τις τεχνικές λεπτομέρειες του συστήματος BrainGate θα βρουν χρήσιμο να εξετάσουν το έγγραφο (69 σελίδες, στα αγγλικά) που αναφέρω στο [7].
Παρατηρώντας αυτό το έγγραφο, διαπιστώνεται ότι τα νευρωνικά εμφυτεύματα θα επιτρέψουν στο μέλλον όχι μόνο τον έλεγχο συσκευών, αλλά και τη λήψη πληροφοριών αισθητήρων, οι οποίες θα επιστρέφονται στον εγκέφαλο για να επιτρέψουν μια καλύτερη αλληλεπίδραση με τις ελεγχόμενες συσκευές (βλ. 6.6, σελ. 29 και 30).
DARPA
Η DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) [8] είναι μια υπηρεσία του Υπουργείου Άμυνας των ΗΠΑ. Πρακτικά άγνωστη στον μαζικό κόσμο, διαδραματίζει ωστόσο σημαντικό ρόλο, αφού αποτελεί το κεντρικό όργανο για την έρευνα και την ανάπτυξη στο πλαίσιο του Υπουργείου.
Μεταξύ των τομέων που χρηματοδοτεί, βρίσκονται στην ενότητα «Bio: Info: Micro Projects» [9] έργα για την ανάπτυξη νευρωνικών διεπαφών.
Οι στόχοι περιγράφονται ως εξής:
Η κοινή εστίαση αυτών των προσπαθειών είναι η αλληλεπίδραση μεταξύ ενός βιολογικού συστήματος επεξεργασίας πληροφοριών — του εγκεφάλου — και των συνθετικών δικτύων νανο- και μικρο-συσκευών. Εστιάζοντας σε αυτές τις αλληλεπιδράσεις, η DARPA προσπαθεί να αναπτύξει μια βαθύτερη κατανόηση της νευρωνικής και συναπτικής οργάνωσης του εγκεφάλου, και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσει αυτή τη γνώση ως οδηγό για τη δημιουργία νέων δυνατοτήτων για το Υπουργείο Άμυνας στους τομείς της επεξεργασίας σημάτων, της υπολογιστικής και της διεπαφής άνθρωπος-μηχάνη.
Εδώ ανοίγω μια «επιστημονική φαντασία»:
Μπορούμε να φανταστούμε ότι στο πλησιέστερο μέλλον, οι στρατιωτικές εφαρμογές θα περιλαμβάνουν την πλοήγηση αεροσκαφών μάχης ή τη διαχείριση συστημάτων όπλων, όπου η μείωση των χρόνων αντίδρασης, λόγω εξάλειψης των χρόνων μετάδοσης των νευρικών σημάτων, θα αποτελέσει καθοριστικό πλεονέκτημα στο πεδίο της μάχης.
Με μακροπρόθεσμη οραματική, θα μπορούσε να συμβεί η ενσωμάτωση ανθρώπων σε συστήματα υπολογιστικής λήψης αποφάσεων. Ο εγκέφαλός τους θα χρησιμοποιούνταν τότε ως «βιολογικός υπολογιστής», και θα εκτελούσαν λειτουργίες για τις οποίες τα κλασικά υπολογιστικά συστήματα δεν είναι κατάλληλα, ιδίως τη λύση απρόβλεπτων προβλημάτων (χωρίς φόβο: δεν χρειάζεται να τους κλείσουν σε μια συρόμενη αποθήκη με ηλεκτρονικά κυκλώματα· αρκεί μια απλή σύνδεση με το υπολογιστικό δίκτυο, πιθανότατα ασύρματη, από την κανονική θέση εργασίας τους).
Μετά την κλείσιμο της «επιστημονικής φαντασίας», επιστρέφω στην πραγματικότητα.
Το εργαστήριο νευροεπιστημών του Τζον Ντόνογκιου έλαβε χρηματοδότηση από τη DARPA για μια μελέτη που ονομάζεται «Σύνδεση του εγκεφάλου με μικροδομημένα ηλεκτρονικά/οπτοηλεκτρονικά πλέγματα: Αλληλεπίδραση υπολογισμού στη διεπαφή Bio:Info:Micro», που αφορά τη σύνδεση του εγκεφάλου με δίκτυα νανοτεχνολογικών ηλεκτρονικών και οπτοηλεκτρονικών κυκλωμάτων.
Η μελέτη αυτή δεν περιλαμβάνει άμεσα το έργο «BrainGate», αλλά δεν βρήκα πολλές πληροφορίες για αυτή. Αν αναφερθούμε σε μια δύσκολα αναγνώσιμη σελίδα παρουσίασης [10], η μελέτη φαίνεται να εστιάζεται τώρα στη χρήση νανοαισθητήρων κοντά στους νευρώνες, με σκοπό τη δημιουργία εικόνων της δραστηριότητας του εγκεφάλου. Η χρήση νανοτεχνολογιών για σύνδεση με τον εγκέφαλο δεν φαίνεται ακόμη να είναι στην ημερήσια διάταξη.
(Αν οι νανοτεχνολογίες είναι για εσάς ένα μυστήριο, επισκεφθείτε τις σελίδες εισαγωγής στη μοριακή νανοτεχνολογία (στα γαλλικά) που αναφέρω στο [11]).
Η DARPA έχει επίσης χρηματοδοτήσει το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα για μια μελέτη που ονομάζεται «Προχωρημένα νευρωνικά εμφυτεύματα και έλεγχος». Μια γενική παρουσίαση βρίσκεται στο έγγραφο (66 σελίδες, στα αγγλικά) που αναφέρω στο [12].
Έχω εξαγάγει (σ. 17) μια πολύ ενδιαφέρουσα εικόνα, που απεικονίζει την άκρη ενός εμφυτεύματος. Δεν είναι πλέον, όπως φαίνεται, μια απλή αδρανής ηλεκτρόδιο, αλλά ένα σύνολο δραστικών διατάξεων με πολλαπλές λειτουργίες.
Παρατηρούμε ειδικότερα:
- Δομές αποθήκευσης βιολογικά ενεργών συστατικών (Bioactive Component Storage Structures)
- Διατάξεις καταγραφής ηλεκτρικών σημάτων και ηλεκτρικής διέγερσης νευρώνων (Electrical Recording/Stimulating Surfaces)
- Δραστικές διατάξεις που βασίζονται σε τρανζίστορ με απόδοση πεδίου, χωρίς περαιτέρω εξήγηση (Active FET Devices, ChemFETs)
- Άλλες δραστικές διατάξεις για θερμική, μαγνητική ή πιεστική διέγερση (Other Active Devices)
- Μικροκανάλια για τη μεταφορά ρευστών (Fluid Microchannels)
Με τη βοήθεια αυτών των διατάξεων, θα είναι δυνατή η αλληλεπίδραση με τους νευρώνες και τις συνάψεις μέσω πολλών διαφορετικών μεθόδων: ηλεκτρική (διπλής κατεύθυνσης), θερμική, μαγνητική, χημική, κ.λπ. Έτσι προσφέρονται σχεδόν απεριόριστες δυνατότητες για πειράματα, τόσο για την ανάκτηση νευρωνικών σημάτων όσο και για τη διέγερση νευρώνων.
Η πόρτα είναι τώρα ανοιχτή, όπως για το καλύτερο, έτσι και για το χειρότερο. �