Кога наистина ще се научим да четем мисли?

Джек Галънт присяда на края на стола в своята лаборатория в Калифорнийския университет в Бъркли, без да откъсва поглед от екрана на монитора, който се опитва да разшифрова нечии мисли.

От лявата страна на екрана вървят видеоматериали, които Галънт е показвал на участника в изследването при сканирането на неговия мозък. От дясната – компютърна програма с резултатите от сканирането се опитва да отгатне какво е гледал човекът.

В откъс от филма „Булчински войни” се появява лицето на Ан Хатауей, която води горещ спор с Кейт Хъдсън. Алгоритъмът уверено отделя думите „жена” и „говори” с голям шрифт. Започва друго видео – подводен свят от документален филм за дивата природа. Програмата се старае с всички сили и в крайна сметка предлага думите „кит” и „плува” с неголям, неуверен шрифт.

„Това са ламантини, но тя не знае за тях” – Галънт говори за програмата така, сякаш става дума за плаха студентка. Те са обучавали програмата, пояснява той, като са й демонстрирали примери от мозъчната дейност, предизвикана от изображения и видеоклипове. Програмата се е сблъсквала с големи водни бозайници, но още не е виждала ламантини.

С помощта на подобни методи учените от цял свят се опитват да декодират резултатите от сканиране на мозъка и да разберат какво виждат хората, какво чуват и усещат, какво помнят и дори за какво мечтаят.

Медиите изказаха съмнения, че скоро четенето на мисли ще престане да бъде фантастика и ще промени нашия живот из основи. Лондонският всекидневник The Economist предупреди читателите си, че е дошло време да се страхуват, и допусна появата в бъдеще на своего рода терапия, която чрез сканиране на мозъка ще поставя необходимите мисли в главата.

Макар някои фирми наистина да се стремят към декодиране на мозъчната работа за различни цели (например за изследване на пазара или фиксиране на лъжата), учените повече се интересуват от това, което този процес позволява да се разбере за самия мозък.

Екипът на Галънт и други изследователи се опитват да изяснят какво лежи в основата на различни закономерности от работата на мозъка и да изяснят кодовете и алгоритмите, с които мозъкът разпознава околния свят. Така учените се стремят да опознаят основните принципи на организация на мозъка, как той кодира спомените, поведението и емоциите.

Излизането извън пределите на кодираните изображения и филми изисква огромен качествен скок. „Аз се занимавам със зрението, не защото това е най-интересната част от мозъка – казва Галънт. – Става дума за това, че това е най-леката му страна. Това е тази част от мозъка, която се надявам да разбера, преди да умра.” Теоретично, разбира се, даденият метод е приложим към всички останали видове мозъчна дейност.

Интересът към декодирането на мозъка е възникнал преди около десет години, когато неврофизиолозите са разбрали, че функционалната магнитно-резонансна томография дава много информация, която остава непотърсена. Методът позволява да се измери мозъчната дейност чрез откриване на областите, които в един или друг момент активно се насищат с кръв.

За целите на анализа мозъкът се дели на „кубчета” – воксели (триизмерен аналог на пикселите). Изследователите виждат какви воксели най-много реагират на дразнители – например на изображения на лица. Така учените определят какви мозъчни области отговарят за обработката на визуалната информация за лицето.

На свой ред методите за декодиране изискват много повече информация – те се интересуват не само от силните, но и от слабите отговори, което позволява да се установят по-тънки закономерности (модели) на мозъчната дейност. Първите изследвания от подобен род са доказали например, че обектите на наблюдение се кодират не само от една малка и много активна област, но от доста по-разпространен масив.

Получените данни се въвеждат в „класификатор на моделите” – компютърен алгоритъм, който разпознава закономерностите, свързани с определени изображения или концепции. След като програмата се е нагледала на модели, тя може да отгатне какво вижда или за какво мисли човек.

Това вече не е просто изображение на мозъка, на което са осветени активните области. Предишните изследвания се ограничавали на локализирането на едни или други процеси в мозъка, а сега се е появила възможност да се тестват хипотези за природата на психологичните процеси, тоест да се задават въпроси, например за силата и разпределянето на паметта, за това как човешкият мозък изпълнява едни или други задачи.

Още на ранния етап Джим Хексби от Дартмутския колеж (САЩ) и други изследователи са успели да покажат, че може да се получи достатъчно информация за това, към което гледа човек – към ножици, бутилки или обувки.

Скоро след това два други екипа независимо са потвърдили основополагащите принципи на организацията на човешкия мозък. От изследвания с електроди, вградени в мозъка на маймуни и котки, е известно, че много области от обработката на визуалната информация реагират силно на ориентацията на края на предметите, обединявайки ги за създаване на картина на света.

В човешкия главен мозък регионите, отговарящи за края, са прекалено малки, за да се разгледат с традиционни магнитно-резонансни томографи. Но когато приложили методи за декодиране на данните от МРТ, Джон-Дилан Хейнс и Грейнт Рис от Лондонския университетски колеж, както и Юкиас Камитани от ATR Computational Neuroscience Laboratories (Япония) и Франк Тонг от университета Вандербилт (САЩ) през 2005 г. показали, че изображения на краища са предизвиквали образуването на доста специфични модели и при хората. Изследователите са демонстрирали на доброволците линии, насочени в различни посоки, и вокселната мозайка им позволила да определят накъде гледа човек.

През 2008 година сложни картини заменили краищата – екипът на Галънт разработил декодер, определящ коя от 120 снимки разглежда човек в даден момент. Това е доста по-сложна задача от отгатването на общите категории, към които принадлежат изображенията или дешифрирането на линиите. Следващата стъпка е станал декодер, произвеждащ примитивни филми за това, което вижда човек.

От 2006 година изследователите разработват декодери за различни задачи – за визуализиране на образи, възникващи, когато хората си въобразяват една или друга сцена; за работата на паметта, когато хората задържат в паметта си фигура или факт; за изучаване на намеренията, когато човек взема решение да прибави или премахне. Последното – най-сложното, е, че картините например може да се групират по цвят и съдържание, а правилата, на които се подчиняват намеренията, не се установяват толкова лесно, пояснява Хейнс, който работи в Центъра за изчислителна неврология „Бернщайн” в Германия.

В лабораторията на Галънт има предварителни данни колко е трудно това. Например с компютърната игра Counter-Strike изследователите се опитвали да отгатнат дали играчът ще тръгне наляво или дясно, ще преследва ли врага, или ще стреля. Намеренията за придвижването горе-долу били разшифровани, но всичко останало в данните от МРТ било затрупано от емоционални сигнали, които били особено силни, когато играчът стрелял и когато убивали неговия персонаж.

Същите трудности очакват изследователите на сънищата. Камитани и колегите му оставяли доброволеца да спи в скенера, а след това периодично го будили, за да разказва какво е сънувал. Първоначално учените се опитвали да реконструират визуалната информация, но се предали и преминали към словесни категории. Програмата с 60-процентова точност отгатвала, когато се сънували автомобили, текст, мъже и жени.

Проблемите са преди всичко в субективния характер на сънищата, подчертава Камитани. Когато ми се струва, че виждам нещо, може да бъдат задействани не само зрителните центрове, но и много други, затова е изключително трудно да се построи вокселен модел.

Декодирането се основава на факта, че може да се установи зависимост между активността на мозъка и външния свят. Проста идентификация на тези корелации е достатъчна, ако искате само с помощта на мозъчните сигнали да командвате механична ръка. Но Галънт и другите отиват още по-далече – те се интересуват как мозъкът организира и съхранява информацията. Без това е невъзможно да се „разбият” най-сложните му кодове.

Ситуацията се усложнява от това, че всяка област от мозъка събира информация от другите мрежи и не само я обединява, но и вероятно променя начина за нейното изразяване. Невролозите едва постфактум могат да разберат какви трансформации е преживяла тя и в какъв момент. Мозъкът не е инженерен проект, той използва принципи, които изобщо не е задължително да са разбираеми за човешкия разум и математическите модели.

„Ние не проектираме мозъка, той ни е даден – казва Галънт. – Нямаме никакви математически средства за моделиране на подобен род система.” Дори при наличието на голям обем данни за работата на една или друга мозъчна област няма готов набор уравнения, описващи тези данни, техните отношения и това как те се променят във времето.

Николаус Кригескорте от Кеймбридж смята, че е сложно да се разбере как се кодира визуалната информация, макар че именно зрителната система е най-разбраната част от мозъка. „Зрението е една от най-трудните задачи за изкуствения интелект, макар че първоначално си мислехме, че ще се справим с нея много по-лесно, отколкото да научим компютъра да играе шах или да доказва теореми”, отбелязва ученият.

Изобщо създаването на модел за декодиране, който да може да се приложи към всеки мозък, още повече към мозък, променящ се във времето, е много сложен проблем. Принципно сегашните декодери се строят на работата на индивидуален мозък и на наблюденията на относително прости видове дейност – например на бинарен избор (картинка А или картинка Б).

Няколко екипа учени се опитват да създадат такъв декодер, който да е приложим към всеки мозък. По признанията на Хексби засега не се получава много добре – все пак мозъците ни са различни.

Ако стандартизацията се окаже невъзможна, ще се наложи да забравим за много от споменатите по-горе приложения за „четене на мисли” (още повече за безсъзнателните мисли, скрити от самия субект). Хейнс разказва, че веднъж с него са се свързвали от компанията Daimler и са го питали може ли да се разпознават предпочитанията на автолюбителите. Принципно това е възможно, но сега по сканирането на мозъка не може да се определи коя от 30 предложени стоки ще избере човек и защо.

От декодирането на мозъка се интересуват и фирми, които биха искали да предложат на правосъдието по-съвършен детектор на лъжата. Ханк Грили от Станфордския университет е написал в Оксфордския наръчник по невроетика (2011), че може не само да се разобличават престъпници и лъжесвидетели, но и да се проверява достоверността на спомените, както и да се установяват предубежденията на съдебните заседатели и съдиите.

Някои специалисти по етика са убедени, че мислите и желанията на човека трябва да останат негова лична работа, но Юлиан Севулеску от Оксфордския университет не вижда причини за страх, ако методите за декодиране се използват правилно. Той смята, че анализът на „мислите” с нищо не се различава от анализа на казаното, с което се занимават следователи и съдии. Трудно е да се съгласим с неговата гледна точка, тъй като ние, говорейки по съвест, не знаем много за своите мисли и какво е това мисъл изобщо.

Хейнс е провел изследване, в което доброволци извършили обиколка из виртуална къща, а след това, вече под наблюдението на скенера – из друга. Предварителните резултати показали, че данните от МРТ позволяват да се определи в кои къщи вече са били участниците. Подразбира се, че такава техника ще подскаже дали заподозряният е бил на местопрестъплението. Но е проблематично това да се приложи в правосъдието. А ако човек е посетил това място седмица преди престъплението? Накрая скенерът просто може да подведе, докато мисли за нещо друго.

Учените се съмняват, че декодирането ще се използва широко. Първо, за това се изисква 15-тонно оборудване на стойност $3 млн. Второ, човек трябва да се съгласи да лежи неподвижно и активно да си мисли за тайни неща. И дори в този случай е висока вероятността за грешка.

Специалистите признават, че засега психолозите разполагат с по-надеждни и евтини методи за „четене на мисли”.

Източник: Nature News