Co cztery mózgi to nie jeden, czyli jak zrobić sieć neuronową (na razie) ze szczurów
Witamy w przyszłości – dlaczego ograniczać się dopodłączania do sieci tylko przedmiotów? W końcu całkiem niezłąmocą obliczeniową dysponują też organiczne mózgi. Idąc tymtropem badacze z Duke University połączyli w sieć mózgi czterechszczurów, tworząc pierwszy w świecie organiczny komputer –mózgoputer? Przekształcone w procesory szczury okazały się być wstanie rozwiązywać rozmaite obliczeniowe problemy, związane zprzetwarzaniem problemów, klasyfikacją obiektów, a nawetprognozowaniem pogody.
Interfejsy mózg-maszyna są dziś tematem całkiem dobrzezbadanym. Sterowanie maszynami za pomocą rozmaitego rodzaju skanerówEEG, sprzężonych z komputerami odczytującymi wzory fal mózgowychi przetwarzających je na ciągi cyfrowych poleceń nie kryje już wsobie większych tajemnic – staramy się uzyskać po prostubardziej precyzyjne skanery i ulepszać proces dekodowania, alezasada jest zrozumiała. Naukowcy zwrócili się więc ku nowemuwyzwaniu, budowaniu sieci z organicznych mózgów, wymieniającychmiędzy sobą informacje poprzez bezpośrednie interfejsy mózg-mózg.
Już w 2011 roku dr Miguel Nicolelis, brazylijski ekspert odneuronauk, znany ze swoich pionierskich prac nad „odczytywaniemmałpich myśli”, zaczął się ze swoimi kolegami zastanawiać nadproblemem – co się stanie, jeśli mamy kilka osobnikówpróbujących rozwiązać problem, którego żaden pojedynczy mózgnie jest w stanie rozwiązać samodzielnie? Naukowcy szybkozrozumieli, że konieczne jest zsynchronizowanie mózgów, byrozwiązywały one wspólnie złożone zadania.
Okazało się to prostsze, niż mogło się wydawać. Początkowomałpy były szkolone w poruszaniu wirtualną małpią dłonią naekranie za pomocą biofeedbacku EEG. Następnie mózgi trzech małpzostały podłączone do kontrolera, ale w taki sposób, że mogłykontrolować ruch jedynie w jednej osi. Wystarczyło kilka dni, bymałpy samodzielnie odkryły, jak wspólnie kontrolować wirtualneramię do chwytania wirtualnych obiektów.
Od eksperymentów na małpach Nicolelis przeszedł doeksperymentów na szczurach, ciekawy, czy uda mu się zbudować„supermózg” zbudowany z pojedynczych mózgów. Tu połączone zesobą szczury zostały pozbawione wody i otrzymywały ją jedyniewtedy, gdy były w stanie zsynchronizować pracę swoich mózgówtak, by wykonać zadanie. Szczurza sieć, która otrzymała nazwęBrainet, była w stanie przechowywać informacje i przetwarzać je,uzyskując rezultaty lepsze niż pojedyncze mózgi. W swoim artykule,opublikowanym w żurnalu Scientific Reports, opisuje m.in. test, wktórym poszczególne szczurze mózgi otrzymały dane o ciśnieniu itemperaturze, a następnie wykorzystano moc obliczeniową Brainetu doobliczenia prawdopodobieństwa opadów deszczu.
To ciekawy zwrot sytuacji – w praktyce Nicolelis nie robiniczego innego, niż buduje z organicznych mózgów sztuczne siecineuronowe, tyle że z białkowej substancji. Takie konstrukcjeoczywiście nie zastąpią elektronicznych sieci, nie dorównują imszybkością, ale mogą znaleźć swoje zastosowania w rozmaitychbiologicznych i medycznych dziedzinach. Brazylijski badacz rozważanp. wykorzystanie takich mózgowych sieci w terapii ofiar udarumózgu, gdzie pacjent wykorzystuje częściowo moc obliczeniowąterapeuty, ćwicząc szybciej, niż za pomocą klasycznych metod.
Prace zespołu Nicolelisa, co nie powinno chyba nikogo zdziwić,uznano za „kontrowersyjne”, spotkały się z atakami z różnychstron, określono je nawet jako „kiepską fantastykę”. JednakBrainet znalazł i swoich zwolenników. Ron Frosting, neuronaukowiecz Uniwersytetu Kalifornijskiego uznał pracę za świetną, dowód nato, że informacja może być przenoszona między mózgami w czasierzeczywistym. Z kolei Kevin Otto, neuroinżynier z Purdue University,stwierdził, że jest całkowicie możliwe, że dwa połączone mózgimogą pracować lepiej niż jeden, a przynajmniej inaczej – ichinterakcje mogą doprowadzić do zmian w zachowaniu, jakich nieujrzymy w środowisku naturalnym, a budowa takich „mózgoputerów”może być krokiem w stronę zrozumienia tych zjawisk.