• Tuesday July 16,2019

أسطورة العقل السيطرة

Anonim

كل ما كان يتطلبه الأمر هو هزات قليلة من الكهرباء لتحويل الفئران العادية إلى روبوتات ، ولكي يقفز النقاد إلى نتيجة مفادها أن البشر العاديين سوف يتحولون قريباً إلى روبوهومانس. أثار علماء في جامعة ولاية نيويورك داونستيت المركز الطبي في بروكلين جنون وسائل الإعلام قبل عامين عندما أثبتوا أن الفئران مع أقطاب كهربائية مزروعة في أدمغتهم يمكن أن تكون موجهة مثل سيارات لعبة التحكم عن بعد من خلال مسار عقبة. باستخدام جهاز كمبيوتر محمول مزود بجهاز إرسال لاسلكي ، قام الباحث بتحفيز الخلايا القشرية التي تتحكم في الأحاسيس المعززة وعزز تلك الإشارات عن طريق الانخراط في مراكز متعة الجرذان. المعزوفة! باستخدام هذا الإعداد البسيط ، أنشأ الفريق روبوتات حية.

أعلنت المنشورات في جميع أنحاء العالم عن قرب من تلك المواد الأساسية الخيالية المألوفة ، والأجهزة المزروعة جراحيًا التي تراقب عقولنا وتتلاعب بها إلكترونيًا. حذرت مجلة الإيكونوميست من أن التكنولوجيا العصبية قد تكون على حافة "قلب الطبيعة الأساسية للإنسانية " ، بينما قام ويليام سافير ، كاتب عمود في صحيفة النيويورك تايمز ، بتشخيص أن عمليات الغرس العصبية قد تسمح لـ "المنظمة المسيطرة " باختراق أدمغتنا. وفي سياق أكثر إيجابية ، تنبأ رودني بروكس مخضر الذكاء الاصطناعي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في مجلة Technology Review أنه بحلول عام 2020 ، ستسمح لنا عمليات الزراعة بإجراء "بحث Google مفعلًا ".

إعادة إصدار هوليوود " المرشح المنشوري" يثير شبح جندي تم التحكم به عن بعد تحول سياسي. في الواقع ، اقترح المسؤولون في وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة ، التي تموّل فريق roborat ، أن جنود سيبورج يمكن أن يسيطروا على أنظمة الأسلحة - أو يتم التحكم بهم - عبر رقائق المخ. "إن زرع الأقطاب الكهربائية في الأشخاص الأصحاء ليس شيئاً سنقوم به في أي وقت قريب" ، يقول آلان رودولف ، الرئيس السابق لبرنامج أبحاث آلة الدماغ في دارا. "لكن منذ 20 عامًا لم يكن أحد يظن أننا سنضع ليزر في العين. هذه الوكالة تترك الباب مفتوحًا لما هو ممكن. "

بالطبع ، يطرح هذا السؤال: ما مدى واقعية هذه السيناريوهات المستقبلية؟ ولتحقيق قراءة وقراءة ذهنية دقيقة حقًا ، يجب على علماء الأعصاب أن يتقنوا التركيب أو مجموعة القواعد التي تحول النبضات الكهروكيميائية التي تتدفق عبر الدماغ إلى تصورات وذكريات ومشاعر وقرارات. إن فك رموز هذا ما يسمى بالشيفرات العصبية - اعتباره برنامج الدماغ - هو الهدف الأسمى للعديد من العلماء الذين يتلاعبون بواجهات آلة الدماغ. "إذا كنت خبيرًا في علم الأعصاب الحقيقي ، فهذا يعني أنك تريد اللعب ،" يقول جون شابين ، وهو أحد أعضاء فريق أبحاث roborat.

يضع شابين رمزًا عصبيًا في الأعلى مع وجود سطحيين علميين كبيرين: أصل الكون والحياة على الأرض. يمكن القول إن القانون العصبي هو الأكثر تأثيرا من الثلاثة. يمكن للحل ، من حيث المبدأ ، توسيع قوتنا بشكل كبير لمعالجة العقول المريضة ولتعزيز العقول السليمة. يمكن أن تسمح لنا برمجة أجهزة الكمبيوتر ذات القدرات البشرية ، ومساعدتها على أن تصبح أكثر ذكاء من HAL في عام 2001: A Odyssey Space and C-3PO in Star Wars . يمكن أن يمثل القانون العصبي أيضًا المفتاح لأعمق كل الألغاز الفلسفية - مشكلة العقل والجسد. سوف نفهم أخيراً كيف أن هذه الكتلة المتكتلة من الهلام في جماجمنا تولد لنفسها وعيًا فريدًا من نوعه مع الشعور بالهوية الشخصية والاستقلالية.

بالإضافة إلى كونه اللغز الأكثر أهمية في العلم ، قد يكون القانون العصبي هو الأصعب في الحل. على الرغم من كل ما تعلموه في القرن الماضي ، إلا أن علماء الأعصاب لم يحرزوا تقدمًا يذكر في كيفية معالجة خلايا الدماغ للمعلومات. يقول الباحث في علم الأعصاب VS Ramachandran من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو: "إن الأمر يشبه القول بعد مائة عام من البحث في الجسد ،" هل تعلمون ما إذا كانت الخصية تنتج البول أو الحيوانات المنوية؟ "مفاهيمنا لا تزال بدائية جدا. "

وكثيرا ما يتم تشبيه الرمز العصبي إلى رمز الجهاز الذي يدعم نظام تشغيل الكمبيوتر الرقمي. مثل الترانزستورات ، تعمل العصبونات كمفاتيح تحويل ، أو بوابات منطقية ، تمتص وتنبعث نبضات كهروكيميائية ، تسمى إمكانات العمل ، التي تشبه الوحدات الأساسية للمعلومات في الحواسيب الرقمية. لكن تعقيد الدماغ يتقزم من أي جهاز كمبيوتر موجود. يحتوي الدماغ النموذجي على 100 بليون خلية ، تقريبًا عدد النجوم في مجرة ​​درب التبانة. وترتبط كل خلية عبر نقاط الاشتباك العصبي مع ما يصل إلى 100000 آخرين. إن المشابك بين الخلايا مليئة بالهرمونات والناقلات العصبية التي تعدل إرسال الإشارات ، وتشكل المشابك باستمرار وتذوّب وتضعف وتقوّي استجابة لتجارب جديدة.

وبافتراض أن كل عملية تشابك تعالج احتمالية واحدة في الثانية ، وأن هذه المعاملات تمثل المخرج الحسابي للدماغ ، عندئذ يقوم الدماغ بإجراء ما لا يقل عن كوادريليون عملية في الثانية ، أي ما يقرب من ألف مرة أكثر من أفضل الحواسيب العملاقة. ويقول ستيفن روز ، وهو باحث في البيولوجيا العصبية في الجامعة المفتوحة في إنجلترا ، إن العديد من العمليات الحسابية قد تحدث على مستويات أقل أو أعلى من نقاط الاشتباك العصبي الفردية. "قد يستخدم الدماغ كل وسيلة ممكنة لنقل المعلومات. "

ويذكر المتفائلون أنه في منتصف القرن الماضي ، خشي بعض علماء الأحياء من أن الشفرة الوراثية معقدة للغاية ولا يمكن اختراقها. ثم في عام 1953 كشف فرانسيس كريك وجيمس واتسون عن بنية الحمض النووي ، وسرعان ما أثبت الباحثون أن الحلزون المزدوج يتوسط رمزًا جينيًا بسيطًا مدهشًا يحكم الوراثة لجميع الكائنات الحية. من غير المرجح أن يكشف القانون العصبي عن مثل هذا الحل الشامل الأنيق. يقول <M. نيكوليلس> [الباحث في الجهاز العصبي في جامعة ديوك]: «إن الدماغ يتسم بالتكيف ، والديناميكية ، ويتغير بشكل متكرر من لحظة إلى أخرى ، " قد لا يكون من المناسب استخدام رمز المصطلح. ""

لدى نيكولليس الإيمان بأن العلم سوف يحفر يومًا ما كل حيل معالجة المعلومات في الدماغ - أو على الأقل بما يكفي لإحداث تحسينات كبيرة في الأطراف الاصطناعية العصبية للأشخاص المصابين بالشلل أو المكفوفين أو غيرهم من الإعاقات. ومع ذلك ، فهو يعتقد أن جوانب معينة من عقولنا قد تظل غير قابلة للانتهاك نظرًا لأن أفكارنا وذكرياتنا الأكثر أهمية تتم كتابتها برمز أو لغة فريدة لكل منا. "سوف يكون هناك دائما بعض الغموض ،" يقول Nicolelis.

إذا كان الأمر كذلك ، فالأخبار السيئة هي أن رقائق المخ لن تكون معقدة بما فيه الكفاية بالنسبة لنا لتعلم لغات جديدة على الفور أو إجراء محادثة "هاتف عقلي " مع صديق "ببساطة عن طريق التفكير في التحدث ، " كما تنبأ العلم الشعبي . النبأ السار هو أننا لسنا على حافة ما أسماه Boston Globe " Matrix -like cyberpunk dystopia " الذي أصبحنا جميعًا robohumans ، التي تسيطر عليها يزرع أن "فرض ذكريات خاطئة " و "مسح للأفكار الضالة.

جميع التكهنات السخيفة التي تثيرها السُّكَنات هي سخرية بالنظر إلى أن التجربة ليست سوى إعادة صغيرة على نطاق واسع لحدث إعلامي كبير يبلغ من العمر 40 عامًا. في عام 1964 ، وقف خوسيه دلغادو ، عالم الأعصاب من جامعة ييل ، في حلبة مصارعة أسبانية كثور مع مجموعة من الأقطاب المجهزة بالراديو ، أو "stimoceiver ، " المزروع في دماغه الموجه نحوه. عندما دفع Delgado زر على جهاز إرسال لاسلكي كان يحمله ، توقف الثور في مساراته. دفعت Delgado زر آخر ، وتحول الثور طاعة إلى اليمين وخذت بعيدا. أشادت صحيفة نيويورك تايمز بالحدث على أنه "على الأرجح أكثر المظاهر إثارة للدهشة على الإطلاق من التعديل المتعمد للسلوك الحيواني من خلال التحكم الخارجي في الدماغ ".

كما أجرى دلجادو تجارب التحفيز في القطط والقرود والشمبانزي ، وحتى المرضى النفسيين البشريين. أظهر أنه يمكن أن يزعج أطراف المرضى مثل المارونيت ، بالإضافة إلى إثارة الأحاسيس مثل النشوة الجنسية ، والإثارة الجنسية ، والنعاس ، والغطرسة ، والإرهاب ، والغضب. في كتابه بعنوان "السيطرة الفيزيائية للعقل" لعام 1969 ، نحو مجتمع تحليلي نفسي ، شجّع دلغادو على وعد تقنيات تحفيز الدماغ لكبح العدوان العنيف وغيره من سمات التأقلم.

أثار عمل "دلجادو" - الممول جزئياً من البنتاجون - المخاوف من مؤامرات حكومية لتحويل المواطنين إلى روبوتات. ورفض هذا "احتمال أورويلي " ، مشيراً إلى أن التكنولوجيا لا تزال غير موثوقة إلى حد كبير وأنها غير دقيقة للتحكم الدقيق بالعقل. العائق الرئيسي أمام التقدم ، كما كتب ، هو أن "معرفتنا الحالية فيما يتعلق بتشفير المعلومات ... هي عنصرا جوهريا. " الآن ، و 89 يعيشون في سان دييغو ، لا تزال دلغادو تتبع التقدم في واجهات آلة الدماغ. إمكانات تحفيز الدماغ "لم يتم تطويرها بشكل كامل " ، كما يقول ، لأن القانون العصبي يبقى "من الصعب جدا فك الشفر ".

في ذروة Delgado ، يعتقد علماء الأعصاب أن الدماغ يستخدم فقط نظام ترميز وحيد وبسيط تم اكتشافه في الثلاثينات من قبل اللورد إدغار أدريان ، وهو عالم بيولوجي عصبي بريطاني. بعد عزل الخلايا العصبية الحسية من الضفادع والأنقليس ، أظهر أدريان أنه مع زيادة شدة الحافز الحسي ، كذلك معدل إطلاق العصبون ، والذي يمكن أن يصل إلى 200 درجة مئوية في الثانية. في العقود القليلة التالية ، أكدت التجارب أن الأنظمة العصبية لجميع الحيوانات تستخدم هذه الطريقة في نقل المعلومات ، وتسمى رمز المعدل. كما أظهر الباحثون أن خلايا عصبية معينة مكرسة لمهام محددة للغاية ، مثل رؤية الخطوط الرأسية ، أو سماع الأصوات في طبقة محددة ، أو ثني الإصبع. اقترحت هذه النتائج معًا أن السيطرة على الدماغ قد تكون مسألة بسيطة في توصيل الهزة الصحيحة من الكهرباء إلى العناقيد الصحيحة لخلايا الدماغ.

اتضح أن الأمور ليست بهذه البساطة. أدت الأبحاث الحديثة إلى تقويض فرضيتين أساسيتين حول كيفية معالجة الدماغ للمعلومات. واحد هو وجهة نظر الخلايا العصبية باعتبارها طائرات بدون طيار تنفذ بمفردها مهام محددة. يمكن إعادة تدريب الخلايا على وظائف مختلفة ، والتحول من تعبيرات الوجه إلى ثني الأصابع أو من رؤية الصرير الأحمر إلى السمع. إن داراتنا العصبية مستمرة في التحول "بشكل مكثف ومستمر" ليس فقط خلال فترة الطفولة ولكن خلال حياتنا ، كما يقول مايكل ميرزينتش من جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو ، والذي ساعدت أبحاثه على كشف كيف أن الخلايا العصبية البلاستيكية هي بالفعل.

كما يتساءل علماء الأعصاب أيضا ما إذا كان معدل إطلاق النار بمثابة وسيلة للتعبير الوحيدة في خلية الدماغ. رموز معدل غير فعالة للغاية. فهي مشابهة للغة التي تنقل المعلومات فقط من خلال تعديل حجم الصوت ، وهي تعني ضمنا أن الدماغ هو صاخب بطبيعته ومبذر. ما يعد إشارة حقيقية هو زيادة في معدل إطلاق النار من خلية ، مثلا ، من 2 إلى 50 مرة في الثانية. تعتبر الاختلافات في الفترات الفاصلة بين التموج المتتالية في الطفرة غير ذات صلة. ولكن كما يشك بعض علماء الوراثة في أن الحمض النووي غير المرغوب الذي يعمل على تخليق جينومنا يعمل في الواقع على وظائف خفية ، فإن بعض علماء الأعصاب يعتقدون أن المعلومات قد تكمن في الفجوات المتقلبة بين الارتفاعات. والمخططات من هذا النوع ، والتي تعرف باسم الأكواد الزمنية ، تعني ضمناً أنه قد يتم نقل المعلومات المهمة فقط عن طريق ارتفاع أو اثنين فقط.

وهناك قانون آخر حساس للوقت ينطوي على مجموعات من العصبونات تطلق النار بدقة أو التزامن. تشير بعض الأدلة إلى أن التزامن يساعدنا في تركيز انتباهنا. إذا كنت في حفلة كوكتيل صاخبة وفجأة سمع شخصًا قريبًا يتحدث عنك ، فإن قدرتك على التنصت على تلك المحادثة وتجاهل جميع الآخرين من حولك قد تنجم عن إطلاق النار المتزامن للخلايا. "يعد التزامن طريقة فعالة لتعزيز قوة الإشارة وتأثيرها على الخلايا العصبية الأخرى ،" يقول تيري سيجنوفسكي ، وهو عالم أعصاب محوسب في معهد سالك. ويخمن أن حلقات التغذية المرتدة الوفيرة التي تربط بين الخلايا العصبية تسمح لهم بمزامنة إطلاقها قبل تمرير الرسائل لمزيد من المعالجة.

ثم هناك قانون فوضوية يدافع عنه والتر جي. فريمان من جامعة كاليفورنيا في بيركلي. ولعقود من الزمان ، جادل بأن الكثير من التركيز قد تم وضعه على الخلايا العصبية الفردية وإمكانيات العمل ، لأسباب أقل تجريبية من التربوية. إمكانات العمل "ينظم البيانات ، من السهل تعليمها ، والبيانات مقنعة جدا من حيث الفوركس من المسامير على الشاشة. " لكن المسامير في نهاية المطاف مجرد "المهمات الصبية ، " يقول فريمان. فهي تعمل على نقل المعلومات الحسية الأولية إلى الدماغ ، ولكن بعد ذلك ، ستتولى العمليات الأكثر دقة والأكبر انتشارًا على الفور.

يعتقد فريمان أن أكثر المكونات الحيوية في الإدراك هي المجالات الكهربائية والمغناطيسية ، التي تولدها التيارات المشبكية ، التي تموج باستمرار عبر الدماغ. هذه الحقول فوضوية ، بمعنى أنها تخفي نظامًا مختبئًا ومعقدًا وحساسة للغاية لتأثيرات دقيقة - ما يسمى تأثير الفراشة. ويدخل الصوت إلى الأذن ويطلق تيارًا من إمكانات الفعل ، التي تدفع موجات النشاط الكهربائي التي تتدفق عبر القشرة إلى نمط فوضوي معين ، أو جاذب. والنتيجة هي دقة خيالية ، وفهم فوري تقريبا. "أنت تلتقط الهاتف وتسمع صوتاً ،" تقول "فريمان" ، وقبل أن تعرف معنى الكلمات ، أنت تعرف من تتحدث إلى وما هي حالتها العاطفية. "

على الرغم من أن أيا من هذه البدائل لرموز معدل تم إثباتها حتى الآن ، لا يعرف إلا القليل عن كيفية معالجة الدماغ للمعلومات التي "من الصعب استبعاد أي مخطط الترميز في هذا الوقت ، " يقول الخبير في علم الأعصاب كريستوف كوخ من Caltech. كشفت كوش وإتسحاق فرايد ، وهي عالمة في علم الأعصاب وجراحة أعصاب متمرسة في كلية الطب بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجليس ، مؤخراً عن أدلة على وجود برنامج ترميز منذ فترة طويلة تم تجاهلها على أنها غير قابلة للتصديق. وقد تم استهانة هذا المخطط كفرضية "جدة " ، لأنه في النسخة المختصرة من الإعلان أنه يعني أن بنوك الذاكرة لدينا تخصص خلية عصبية واحدة لكل شخص أو مكان أو شيء يسكن أفكارنا ، مثل الجدة. يفترض معظم المنظرين أن مثل هذا المفهوم المعقد يجب أن يكون مدعومًا بمجموعة كبيرة من الخلايا ، كل واحد منها يتوافق مع عنصر واحد من الجسم (الكعك ، البيفوكلس ، التنورة القصيرة الجلدية).

لكن فرايد وكوخ عثرا على عصبونات تعمل إلى حد كبير مثل خلايا الجدة. وكان رعاياهم مصابون بالصرع لديهم أقطاب مدرجة بشكل مؤقت في أدمغتهم لتقديم معلومات يمكن أن توجه العلاج الجراحي. راقب الباحثون إنتاج الأقطاب الكهربائية بينما كانوا يعرضون صور المرضى للحيوانات والناس وأشياء أخرى. ارتفعت الخلايا العصبية في اللوزة المخية لمريض واحد فقط ردا على ثلاثة صور مختلفة تماما عن بيل كلينتون - رسم خط ، صورة رئاسية ، وصورة جماعية. ردت خلية قشرية في مريض آخر بطريقة مشابهة لصور الشخصيات من عائلة سمبسون . في تجارب مستقبلية ، خطط كوش آند فرايد لإظهار صور المرضى لجداتهم لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم العثور على خلايا الجدة الفعلية.

ويقول كوتش إنه يجعل من العقل بديهيا أن أدمغتنا يجب أن تخصص بعض الخلايا للناس والأشياء المتكررة في أفكارنا. ويضيف أن النتائج التي توصل إليها ربما تبدو أقل إثارة للدهشة إذا ما أدرك المرء أن الخلايا العصبية أكثر بكثير من مجرد مفاتيح تبديل "عتبة " التي تنطلق كلما تجاوزت النبضات الواردة من العصبونات الأخرى مستوى معينًا. يتلقى العصبون النموذجي مدخلات من آلاف الخلايا الأخرى ، بعضها يثبط بدلاً من تشجيع إطلاق العصبون. وقد يشجع العصبون بدوره أو يوقف إطلاق بعض هذه الخلايا نفسها في حلقات ردود الفعل الإيجابية والسلبية المعقدة.

بعبارة أخرى ، قد يشبه خلية عصبية واحدة مفتاحًا بسيطًا أقل من جهاز الكمبيوتر المصغر المخصص ، المتطور بدرجة كافية لتمييز جدتك عن الجدة موسى. إذا كان هذا الرأي صحيحًا ، فقد يتم نقل الرسائل ذات المغزى ليس فقط من خلال جحافل من الخلايا العصبية التي تصرخ في انسجام تام بل بواسطة مجموعة صغيرة من الخلايا التي تهمس ، ربما في شفرة زمنية محدودة. ويقول كوتش إن تمييز مثل هذه الإشارات الباهتة داخل نطاق نشاز الدماغ سيكون صعباً بشكل لا يصدق ، بغض النظر عن مدى تقدم التقنية العصبية.

إن الجهود المبذولة للكشف عن الهمسات وسط النشاز تتفاقم بسبب البراعة الارتجالية للدماغ. وقد أظهرت الدراسات التي أجريت على قشرة الدماغ الحركية ، التي ترتكز على حركة الجسم ، أن الدماغ يخترع أنظمة تشفير جديدة بالكامل لحالات جديدة. في الثمانينيات ، اكتشف الباحثون الخلايا العصبية في القشرة الحركية للقرد والتي بلغت ذروتها في معدل إطلاقها عندما حرك القرد يده في اتجاه معين. بدلا من السقوط عندما تباعدت اليد قليلا حتى من ما يسمى الاتجاه المفضل ، فإن معدل إطلاق الخلايا يتضاءل بما يتناسب مع زاوية التباعد.

وقد سعت عدة فرق ، بما في ذلك فريق بقيادة أندرو شوارتز من جامعة بيتسبرغ ، إلى استغلال هذه النتائج لإنشاء الأطراف الاصطناعية العصبية للمرضى المصابين بالشلل. وقد أثبتوا أن الأقطاب الكهربائية المزروعة في القشرة الحركية للقرد يمكن أن تكشف الإشارات المصاحبة لحركة ذراع معينة ؛ يمكن لهذه الإشارات نفسها - بعد معالجتها بواسطة خوارزمية - بدء حركات مماثلة بواسطة ذراع الروبوت. إذا تم ربط ذراع القرد ، يتعلم القرد أن يتحكم في ذراع الروبوت من خلال الفكر النقي ، ولكن مع مجموعة مختلفة تمامًا من الإشارات العصبية. تتوافق هذه النتائج مع الآخرين التي تظهر أن سلوك الترميز العصبي يتحول في سياقات مختلفة. "ما تهدف إليه هو نوع من الهدف المتحرك ،" يقول شوارتز. "إذا قمت بعمل تقدير لشيء ما في وقت ما ، فهذا لا يعني أنه سيبقى هكذا. "


إن تغيّر الرمز العصبي ليس بالضرورة خبرًا سيئًا لمصممي الأطراف العصبية. في الواقع ، يُعتقد أن قدرة الدماغ على اختراع خطط معالجة المعلومات الجديدة تفسر نجاح القوقعة الصناعية ، التي تم زرعها في أكثر من 50.000 شخص يعانون من ضعف السمع. تستخدم الإصدارات التجارية عادةً مصفوفة من الأقطاب الكهربائية ، كل منها يصدر إشارات كهربائية تقابل مختلف درجات الصوت تجاه العصب السمعي. وكما هو الحال في الخط الحزبي القديم ، لا يمكن للأقطاب الكهربائية أن تحفّز خلايا عصبية واحدة فحسب ، بل العديد منها في آن واحد.

عندما تم إدخال غرسات القوقعة الصناعية في منتصف الثمانينات ، توقع العديد من علماء الأعصاب أن يعملوا بشكل سيء ، نظراً لتصميمهم الخام. لكن الأجهزة تعمل بشكل جيد بما يكفي لبعض الأشخاص الصم للحديث عبر الهاتف ، خاصة بعد فترة انقطاع يتم فيها ضبط إعدادات القنوات لتقديم أفضل استقبال. عقول المرضى تعرف بطريقة ما كيفية الاستفادة القصوى من الإشارات الغريبة.

هناك بالتأكيد حدود لقدرة الدماغ لتعويض جهل العلماء ، كما يوحي الأداء الضعيف للأطراف الصناعية العصبية الأخرى. وقد تم اختبار شبكية العين الاصطناعية ، والرقائق الحساسة للضوء التي تحاكي قدرة معالجة إشارة العين وتحفيز العصب البصري أو القشرة البصرية ، في حفنة من الأشخاص المكفوفين الذين عادة ما "لا يشاهدون" أكثر من الفوسفين ، أو الوميض من الضوء. ومثل قرود شوارتز ، تعلم عدد قليل من البشر المصابين بالشلل نقل الأوامر إلى أجهزة الكمبيوتر عن طريق الرقاقات المدمجة في أدمغتهم ، لكن الأطراف الصناعية لا تزال بطيئة وغير موثوقة.

ومع ذلك ، فإن الفعالية المدهشة للأقنعة الاصطناعية - جنبا إلى جنب مع أدلة أخرى على قدرة الدماغ على التكيف والانتقائية - غذت التفاؤل بشأن آفاق واجهات آلة الدماغ. يقول تيد بيرجر من جامعة جنوب كاليفورنيا في لوس أنجلوس ، الذي يقود مشروعًا لإنشاء رقائق دماغية قابلة للزرع يمكن أن تعيد أو تحسِّن الذاكرة: "هذا أمر مهم للغاية لِماذا نعتقد أننا سننجح ،" . "نحن لا نحتاج إلى نموذج دقيق تماما لخلية الذاكرة ،" يقول. "ربما يتعين علينا أن نكون قريبين ، وسيتكيف بقية الدماغ حوله "

حتى الآن ، اقتصرت تجارب بيرجر على شرائح دماغ الفئران في أطباق بتري. لأكثر من عقد من الزمان ، قام بتضمين أقطاب كهربائية في شرائح من الحصين - والتي تلعب دورًا في التعلم والذاكرة - واستجابات الخلايا العصبية المسجلة لمجموعة واسعة من المحفزات الكهربائية. جعلت ملاحظاته له إيمانا راسخا في الرموز الزمنية. تبدو خلايا الحصين حساسة بشكل رائع ليس فقط بالنسبة إلى المعدل ولكن أيضًا لتوقيت النبضات الواردة. "إن الدليل على الترميز الزمني غير قابل للجدل ،" يقول بيرغر. في غضون ثلاث سنوات ، يأمل في الحصول على رقائق تحاكي خصائص معالجة الإشارة من نسيج الحصين جاهزة للاختبار في الجرذان الحية.

ويتوقع بيرغر بجرأة أن رقائق البطاطا في يوم من الأيام مثله قد تعيد قدرة الذاكرة على ضرب الضحايا أو مساعدة الجنود على الفور على تعلم إجراءات القتال المعقدة ، مثل الشخصيات في The Matrix. لكن في بعض النواحي ، فإن بيرغر متواضع للغاية. واعترف بأن رقائق الذاكرة الخاصة به لا يمكن استخدامها لتحديد والتعامل مع ذكريات معينة. يمكن أن تحاكي رقائقه "كيف تقوم العصبونات في جزء معين من الدماغ بتغيير المدخلات إلى مخرجات. وهذا مختلف جدًا عن القول بأنني أستطيع تحديد ذاكرة جدتك في سلسلة معينة من النبضات. " لتحقيق هذا النوع في القراءة الذهنية ، يجب على العلماء تجميع "قاموس " لترجمة أنماط عصبية محددة إلى ذكريات ، وتصورات ، وأفكار محددة. "أنا لا أعرف أنه من غير الممكن ،" يقول بيرغر. "من المؤكد أنه غير ممكن بما نعرفه في الوقت الحالي. "

يقول بروس مكنوتون من جامعة أريزونا: "لا تعول عليه في القرن الواحد والعشرين ، أو حتى في القرن الثاني والعشرين". مع صفائف من ما يصل إلى 50 أقطاب كهربائية ، رصد McNaughton الخلايا العصبية في قرن آمون من الفئران أثناء تشغيلها من خلال متاهة. بمجرد أن يتعلم الفأر أن يتجول في متاهة ، فإن خلاياه العصبية تخرج بنفس الأنماط كلما كانت تدير المتاهة. بشكل لافت ، عندما ينام الفئران بعد يوم شاق من المتاهة ، يظهر نفس نمط إطلاق النار في كثير من الأحيان. الفئران يحلم المتاهة يفترض. يمكن القول أن هذا النمط يمثل - جزئيا على الأقل - ذاكرة الفئران في المتاهة.

تؤكد McNaughton أن نفس المتاهة تولد نمطًا مختلفًا لإطلاق النار في الفئران المختلفة ؛ حتى في نفس الفأر ، يتغير النمط إذا تم نقل المتاهة إلى غرفة أخرى. وهو يشك بالتالي فيما إذا كان بإمكان العلم أن يجمع قاموسًا لفك تشفير الإشارات العصبية المقابلة للذكريات البشرية ، التي هي بالتأكيد أكثر تعقيدًا ، ومتغيرة ، وسياقًا أكثر حساسية من تلك الخاصة بالفئران. في أفضل الأحوال ، يقترح ماكنوتون ، يمكن للمرء بناء قاموس لشخص واحد من خلال مراقبة إخراج جميع الخلايا العصبية لها لسنوات في حين تسجل كل سلوكها وأفكارها الموصوفة ذاتيا. حتى في ذلك الحين ، سيكون القاموس ناقصًا في أحسن الأحوال ، وسيتعين مراجعته باستمرار لمراعاة تجارب الأفراد المستمرة. هذا القاموس لن يعمل لأي شخص آخر.

ألمح دلجادو إلى المشكلة منذ أكثر من 30 عامًا في قسم السيطرة الفيزيائية على العقل عندما أثار مسألة المعنى المعقدة. وقال إنه مع وجود أجهزة تحفيز جديدة ومحسنة وفهم أفضل للشفرات العصبية ، قد يحدد العلماء ما نعتبره - قطعة موسيقية ، نقول - بناءً على إنتاجنا العصبي. لكن لن تكون أي تقنية يمكن تصورها دقيقة بما يكفي لتمييز كل الذكريات والعواطف والمعاني التي أثارتها لنا تصوراتنا ، لأن هذه تنبثق من "التاريخ التجريبي لكل فرد " تسمع نغمة pop قديمة ، أسمع أغنية الزفاف.

هذه نقطة واحدة يتفق عليها العديد من علماء الأعصاب: يمثل تفرد كل فرد حاجزًا أساسيًا أمام محاولات العلم لفهم العقل والتحكم فيه. على الرغم من أن جميع البشر يتشاركون "النمط العالمي للعملية " ، يقول فريمان ، حتى التوائم المتماثلة لها تاريخ حياة متباعد ، وبالتالي ذكريات فريدة ، وتصورات ، ووجود ميئات. أنماط النشاط العصبي التي تقوم عليها أنفسنا تتغير طوال حياتنا ونحن نتعلم العزف على لعبة الداما ، اقرأ هكذا Spake Zarathustra ، الوقوع في الحب ، تفقد الوظيفة ، الفوز في اليانصيب ، الطلاق ، اتخاذ Prozac.

يعتقد فريمان أن الآفاق جيدة لتطوير بدائل عصبية بسيطة نسبياً ، مثل الأجهزة التي تعمل على تحسين الرؤية في المكفوفين أو التي تجعل الأشخاص المشلولين يرسلون أوامر بسيطة إلى الكمبيوتر. لكنه يشك في أن تعقيدات أدمغتنا وتنوعنا يستبعدان المزيد من المشاريع الطموحة ، مثل القراءة الذهنية. إذا نجح مهندسو الذكاء الاصطناعي في بناء آلة ذكية حقاً تعتمد على نظام تشفير عصبي شبيه ببرنامجنا ، "لن نتمكن من قراءة رأيها ، " يقول فريمان. نحن و حتى أحفادنا سيبورج سيكونون دائما "ما وراء الأخ الكبير ، وأنا ممتن جدا لذلك. "

عوائق الأجهزة

في العام الماضي ، أعلنت المجلة الهندسية IEEE Spectrum أن التصوير بالرنين المغنطيسي والكهر الكهربائي هو "يقربنا من عالم يمكن فيه قراءة العقل. " في الواقع ، فإن اكتشاف أفكار معينة مع هذه الماسحات هو محاولة التنصت على المحادثات الفردية في لعبة البيسبول أثناء الوقوف خارج الملعب والاستماع إلى هدير الحشد.

وبالمثل ، فإن تقنية تسمى التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة ، والتي تثير مناطق معينة في الدماغ ذات مجالات مغناطيسية ، قد تم الترويج لها لإمكانتها للحد من الاكتئاب ، وزيادة القدرة الفنية ، وغير ذلك من تغيير عقولنا. لكن طريقة التحفيز الخارجية هذه لن تكون دقيقة بما يكفي ، على سبيل المثال ، لزرع أو حذف ذكريات معينة ، على الرغم من الأفلام المقترحة مثل Total Recall و Eternal Sunshine of the Spotless Mind . يعتقد معظم علماء الأعصاب أن التحدث مع الدماغ بلغته يتطلب أقطاب مزروعة.

في العقد الماضي ، قفزت تكنولوجيا الأقطاب الكهربائية الصغيرة التي يمكنها أن تلمس خلايا الدماغ الفردية إلى الأمام. قام الباحثون بصياغة المئات من المئات وحتى الآلاف من الأقطاب الكهربائية ، والتي يمكن لكل منها مراقبة خلية منفصلة. ومع ذلك ، فإن زرع أقطاب كهربائية عبر ثقوب في الجمجمة يشكل خطرًا للإصابة بالعدوى وتلف الدماغ ، لذلك لا يُسمح بإجراء اختبار على البشر الأصحاء. الأقطاب الكهربائية أيضا تفقد الاتصال باستمرار مع الخلايا العصبية. في أي لحظة ، قد تقوم مجموعة من 100 إلكترود بالتواصل مع نصف الخلايا فقط. "إن الحصول على اتصال مستقر ،" يقول وليام Heetderks ، وهو خبير في الخلايا العصبية في المعاهد الوطنية للصحة ، "لا يزال قليلا من قضية. "

- JH


مقالات مثيرة للاهتمام

ميزانية أوباما الخاصة بالـ NASA: مهمات القمر ،  مرحبا ، رحلة فضائية خاصة

ميزانية أوباما الخاصة بالـ NASA: مهمات القمر ، مرحبا ، رحلة فضائية خاصة

قد تأتي الميزانية الجديدة لإدارة أوباما بمبلغ 3.8 تريليون دولار ، ولكن هناك أمر واحد لا يتضمنه هو التمويل المستمر لبرنامج Constellation. البرنامج ، الذي كان يهدف إلى مواصلة عمل مكوكات الفضاء القديمة ، سيحصل على الفأس إذا وافق الكونجرس على خطة الرئيس. وهذا يعني أيضًا أن ناسا ستتخلى عن هدفها بالعودة إلى القمر بحلول عام 2020. وتنتهي ميزانية أوباما العمل على مركبة المتابعة المكوكية ، المعروفة باسم أوريون ، بالإضافة إلى زوج من الصواريخ المط

انها كاملة من النجوم!

انها كاملة من النجوم!

أطلق الناس الجيدون في وكالة Space Space Telescope Science Institute European Space هذه الصورة الرائعة لـ Hubble من المجموعة الكروية NGC 1806: رائع! أنا في الواقع اقتصاصها قليلاً وتقليلها للحصول عليها لتلائم بشكل صحيح على المدونة ، لذا انقر عليها لرؤيتها في كل مجدها 3741 × 2303 بكسل. العناقيد الكروية هي مجموعات كروية لمئات الآلاف وحتى ملايين النجوم في بعض الأحيان ، يتم تثبيتها معاً من خلال جاذبيتهم المتبادلة. يدور النجوم في كل اتجاه ، وأحب أن

تضاعف هذه اللوحة كفرد البعوض

تضاعف هذه اللوحة كفرد البعوض

الحقيقة في الإعلان بالفعل. تضاعف لوحة الإعلانات التي تم إنشاؤها من قبل وكالتين إعلانيتين في البرازيل على شكل فخ مميت لبعوضة Aedes aegypti التي تنتشر فيروس Zika. نتيجة لشراكة بين NBS و Posterscope ، تقرأ الدفعة "هذه اللوحه تقتل المئات من البعوض Zika كل يوم" ، والحشرات الميتة المتناثرة في قاع هذه القضيه تثبت أنها حققت هذا الوعد. توجد حاليًا لوحتان إعلانيتان مثبتتان في ريو دي جانيرو ، مع وجود خطط أخرى في الأشهر القادمة. تعد المخططات والتعليمات الخاصة بإنشاء اللوحات الإعلانية مفتوحة المصدر ويمكن العثور عليها هنا. وتشجع الوكالات الآخرين على إنشاء مصائد البعو

تغيير العقل

تغيير العقل

68 / كولين اندرسون / المحيط / كوربيس عندما قابلت بيلي لأول مرة ، كان يجلس بلا حراك على كرسي متحرك ، ويلتقط على ملاءة تتدلى من جانب فمه. لم يرد على الأسئلة. عندما سألته شيئًا ما ، كان يحدق في وجهي بابتسامة من الأذن إلى الأذن ، كما لو كان يعرف شيئًا لم يفعله أحد آخر. كانت عضلاته قاسية. في بعض الأحيان كان يلقي نظرة من جانب إلى آخر ، ويمضغ على الورقة أو يجلس على ذراعيه بأظافره. قبل أسبوعين ، ذهب بيلي إلى قسم الطوارئ في مستشفى آخر مع الأحذية الرطبة على أقدام خاطئة ،

كيف سنتنبأ بالكوارث الطبيعية القادمة

كيف سنتنبأ بالكوارث الطبيعية القادمة

يتم اختبار الأدوات الزلزالية في مختبر الزلازل Albuquerque تحت الأرض - كما هو موضح هنا في بانوراما 360 درجة - حيث يمكن عزلها عن الرياح ودرجة الحرارة والمغناطيسية. كيلي هولكومب / مؤسسات أبحاث مدمجة لعلم الزلازل على الطرف الجنوبي الشرقي الأقصى من ألبوكيركي ، نيو مكسيكو ، حيث ترتفع جبال سانديا من وادي ريو غراندي ، يمثل الباب الأحمر مدخل غرفة تحت الأرض منحوتة في سفح الجبل. الباب ، صعوداً فقط من المختبر الزلزالي Albuquerque ، يؤدي إلى كهف يشبه مخبأ الشرير في فيلم جيمس بوند: الجدران الحجرية غير المتساوية مطلية باللون الأبيض ، مجموعة من الآلات البراقة المنتشرة حولها. بعضها مضمن في الأرضية ؛ صناديق من ا

هل من الممكن التنبؤ بالتطور؟

هل من الممكن التنبؤ بالتطور؟

هل يمكننا التنبؤ بتطور الدورة؟ هذا هو السؤال الذي قرر فريق دولي من الباحثين معالجته باستخدام ربع قرن من ملاحظات الحشرات العصوية. وبمقارنة النصف الأول من مجموعة البيانات إلى النصف الأخير ، شرعوا في معرفة ما إذا كانوا يستطيعون التنبؤ بمسار الانتقاء الطبيعي. خمن كما اتضح ، انها صعبة حقا. تمكن الباحثون من التنبؤ ببعض التغييرات التطورية البسيطة ، لكن البقية خضعوا لقوى لم يستطيعوا حسابها. الطبيعة الأم لا تزال معقدة للغاية بالنسبة لنا لتوقع المستقبل حقا. كان الباحثون