В новаторском эксперименте, команда ученых из Университета Вашингтона связали два человеческих мозга для сессии вопросов и ответов - игры, которая называется "20 вопросов с помощью мозга." Доклад о выполненном эксперименте был опубликован в журнале PLoS ONE.
Команда создала прямой интерфейс соединения мозг-к - мозгу (BBI) , что позволило паре участников, играть в игру «вопрос и ответ», передача сигналов от одного мозга в другой происходила через Интернет.
Ведущим автором эксперимента был Андреа Стокко, доцент психологии из Университета Мозга в Вашингтоне. Один из соавторов исследования был профессор Раджеш Рао, из отдела компьютерных наук и инженерии в UW, специализирующийся на создании компьютерных интерфейсов мозга (BCI). Команда сотрудничает с 2011 года.
Стокко считает, что это был самый сложный эксперимент соединения мозга с мозгом человека, и первый эксперимент, показывающий, что два мозга могут быть связаны так, что один человек мог бы читать мысли другого.
Мысли передаются через визуальные сигналы
Активность мозга при сознательных переживаниях интерпретируется и передается через визуальные сигналы.
В ходе игры, два участника сидят в темных комнатах, почти в миле друг от друга. Каждый видит экран. "Ответчик" носит шапочку, подключенную к аппарату электроэнцефалографии (ЭЭГ), который записывает электрическую активность мозга. У " получателя " позади головы расположена магнитная катушка.
Респонденту показывают объект на экране компьютера, в то время как «получатель» видит список возможных объектов и связанных с ними вопросов.
Получатель щелкает мышью, которая посылает вопрос респонденту. Респондент отвечает "да" или "нет", сосредоточив внимание на одной из двух светодиодных лампочек прикрепленных к монитору. Лампочки мигают на разных частотах.
Ответы "нет" или "да" преобразуются в сигналы и передаются получателю через Интернет. Сигнал активизируется магнитной катушкой установленной на получателе.
Ответы передаются через сигналы мозга
Ответ "да" генерирует достаточно интенсивный сигнал, способный стимулировать зрительный анализатор коры и приводит к тому, что получатель может видеть вспышку света, известную как "фосфен." Фосфен, появляясь как капля, волна или тонкая линия, создается, когда происходит кратковременное нарушение поля зрения; и это говорит получателю, что ответ будет "да". Через просто ответы на вопросы «да или нет», получатель определяет правильную тему.
Пять пар участников сыграли 20 раундов игры «вопросы – ответы». Каждая игра включала восемь объектов и по три вопроса, которые позволяют определить правильный ответ . Сессии были рандомизированы и состояли из 10 реальных игр и 10 контрольных игр, которые были структурированы одинаково.
Для предотвращения обмана участниками с помощью использования звука, а не прямой связи мозг с мозгом, получатели носили затычки для ушей, чтобы избежать прослушивания различных звуков, производимых с различной интенсивностью стимуляции при ответах "да" и "нет". Интенсивность стимуляции также немного изменялась от игры к игре.
В контрольных играх, в устройство на голове получателя была вставлена пластиковая прокладка, что ослабляло магнитное поле и предотвращало образование фосфенов. Получатели не знал ни о прокладке, ни о том, где реальная игра, а где контроль.
Участники успешно угадали правильный объект в 72% в реальных играх и только 18% в контрольных раундов.
Неправильные догадки в реальных играх могли быть вызваны несколькими факторами, в том числе, неопределенности относительно появился ли фосфен, респонденты не знали ответы на вопросы, или фокусировка на обоих ответах, учитывая, что мозг не может думать только об одном постоянно. Сбои также могли быть результатом аппаратных проблем.
Кроме того, интерпретация того, что видит один, не всегда совпадает с привычным образом.
Помимо того, что в первый раз использование интерфейса BBI позволило участникам решать интерактивные задачи, используя двустороннюю связь в режиме реального времени, это также первый опыт в использовании стимуляции зрительной коры с помощью передачи визуальных стимулов.
В то время, как другие ученые добились связи мозга к мозгам на крысах и обезьянах, команда UW смогла продемонстрировать прямую связь мозг-к-мозгу между людьми в 2013 году, когда они использовали неинвазивные технологии, для того чтобы передавать сигналы мозга человека через Интернет и контролировать движения руки другого человека.
Будущие приложения помогут пациентам с повреждениями или заболеваниями головного мозга
Соавтор Шантель Прат говорит, что следующим шагом могут быть " уроки для мозга ", когда сигналы передаются непосредственно от здорового человеческого мозга в мозг пациентов с заболеваниями или повреждениями мозга или просто передавать знания от учителя к ученику.
Другая возможность заключается в передаче состояния мозга: сигналы могут быть отправлены от бодрствующего человека к человеку в состоянии сна или от студента отличника к студенту с дефицитом внимания и гиперактивностью (СДВГ).
