The Headlines
The Independent: First ever human brain-to-brain interface successfully tested
BBC News: Är vi nära att göra mänsklig ”hjärnkontroll” till verklighet?
Visual News: Mind Control is Now a Reality: UW-forskare kontrollerar en vän via en internetanslutning
Historien
Med hjälp av internet kan en forskare fjärrstyra en annan forskares finger och använda det för att spela ett enkelt videospel.
Vad de faktiskt gjorde
Forskaren Rajesh Rao från University of Washington tittar på ett mycket enkelt videospel, som gick ut på att avfyra en kanon mot inkommande raketer (och undvika att avfyra mot inkommande försörjningsflygplan). Elektriska signaler från hans hårbotten registrerades med hjälp av en teknik som kallas EEG och bearbetades av en dator. Den resulterande signalen skickades via Internet och över campus till ett labb där en annan forskare, Andrea Stocco, tittar på samma videospel med fingret över ”eld”-knappen.
Till skillnad från Rao bär Stocco en magnetspole över huvudet. Denna är utformad för att framkalla elektrisk aktivitet, inte för att registrera den. När Rao föreställer sig att han trycker på eldknappen aktiverar spolen det område i Stoccos hjärna som får hans finger att rycka, vilket avfyrar kanonen och fullbordar en häpnadsväckande demonstration av ”hjärnan till hjärnan”-styrning av hjärnan via internet.
Du kan läsa mer detaljer i pressmeddelandet från University of Washington eller på ”brain2brain”-webbplatsen där det här arbetet är publicerat.
Hur troligt är detta?
EEG-inspelning är en mycket väletablerad teknik som utnyttjar det faktum att cellerna i vår hjärna fungerar genom att skicka runt elektrokemiska signaler som kan avläsas från skalpens yta med enkla elektroder. Tyvärr tenderar de intrikata detaljerna i hjärnaktiviteten att dämpas av hårbotten och det faktum att man registrerar vid en specifik punkt i rummet, så teknikens styrka ligger mer i att den talar om för oss att hjärnaktiviteten har förändrats, snarare än att den talar om hur eller exakt var hjärnaktiviteten har förändrats.
Den magnetspole som fick mottagarens finger att rycka är också väletablerad och känd i branschen som transkraniell magnetisk stimulering (TMS). Ett växlande magnetfält används för att förändra hjärnaktiviteten under spolen. Jag har skrivit om det här tidigare.
Effekten är relativt grov. Man kan till exempel inte få någon att spela fiol, men genom att aktivera den motoriska hjärnbarken i rätt region kan man generera en fingerryckning. Så sammanfattningsvis är historien mycket trovärdig. Forskarna är väl respekterade inom detta område och är öppna om begränsningarna i sin forskning. Även om experimentet inte publicerades i en fackgranskad tidskrift har vi all anledning att tro på det som berättas här.
Toms åsikt
Det här är ett underbart stycke ”proof of concept”-forskning, som är helt och hållet rimlig med tanke på den befintliga tekniken, men som ändå ger en antydan om de möjligheter som snart kan komma att bli tillgängliga.
Den verkliga magin ligger i den signalbehandling som görs. Den svindlande komplexiteten i hjärnans aktivitet komprimeras till en EEG-signal som fortfarande är mycket komplex och ganska ogenomskinlig när det gäller vad den betyder – knappast tankeläsning.
Forskarteamet lyckades sedan hitta en tillförlitlig förändring i EEG-signalen som återspeglade när Rao tänkte på att trycka på eldknappen. Signalen – bara ett enkelt ”go”, såvitt jag kan se – skickades sedan över internet. Denna ”go”-signal utlöste sedan TMS, som antingen är på eller av.
I informationstermer är detta nära nog så enkelt som det kan bli. Även att producera en signal som sa vad man skulle skjuta på, samt när man skulle skjuta, skulle vara ett steg i komplexitet och försökte inte gruppen. TMS är en ganska grov anordning. Även om signalen som apparaten tog emot var mer komplex skulle den inte kunna få dig att utföra komplexa, flytande rörelser, som de som krävs för att spåra ett rörligt objekt, knyta skosnören eller plocka på en gitarr. Men detta är ett verkligt exempel på kommunikation från hjärna till hjärna.
När fältet utvecklas är det man måste hålla ögonen på inte om den här typen av kommunikation kan ske (vi skulle ha förutsett att det kunde ske), utan exakt hur mycket information som ingår i kommunikationen.
En liknande moral gäller för rapporter om att forskare kan läsa tankar från hjärnskanningar. Detta är sant, men vilseledande. Många människor föreställer sig att sådan tankeläsning ger forskarna en avläsning i full technicolour mentalese, något i stil med ”Jag skulle vilja ha ärtor till middag”. Verkligheten är att sådana experiment gör det möjligt för forskarna att gissa vad du tänker på grundval av att de redan har specificerat en mycket begränsad uppsättning saker som du kan tänka på (t.ex. ärtor eller pommes frites, och inga andra alternativ).
Ett verkligt framsteg på den här fronten kommer att ske i takt med att vi med allt större precision identifierar de hjärnområden som ligger till grund för komplexa beteenden. Beväpnade med denna kunskap kommer forskare inom hjärngränssnitt att kunna använda enkla signaler för att generera komplexa reaktioner genom att rikta in sig på specifika kretsar.
Den ursprungliga forskningsrapporten: Direkt kommunikation från hjärna till hjärna hos människor: A Pilot Study
Precedent på The Conversation, en annan kolumn om TMS: Does brain stimulation make you better at maths?
Tänkandet om hjärngränssnitt underlättas av lite informationsteori. För att läsa lite mer om det området rekommenderar jag James Gleiks bok The Information: A History, a Theory, a Flood