Lidský mozek dnes mohou vědci zdokonalovat nebo léčit pomocí voperovaných elektronických čipů, elektrod, optických vláken nebo působením magnetismu či zvukových vln zvenčí. Pomáhá také strojové učení. Technologie propojené s mozkem dokážou lidem částečně vrátit zrak, pohyb nebo cit. Jejich vzestup s sebou ale nese i rizika. O vzrušujících vynálezech mluvila tento týden na SingularityU Czech Summitu na pražském Žofíně profesorka neurověd Divya Chanderová.

HN: Kdy nám technologie umožní číst si navzájem myšlenky nebo číst sny?

Některé věci můžeme dělat už nyní. Například skupina japonských vědců vytvořila systém, jak pomocí magnetické rezonance číst sny. Nyní můžeme dělat velmi hrubé rekonstrukce toho, co vidíme nebo co si představujeme. Jde o to, že když si například v hlavě promítáme, že hrajeme tenis, aktivujeme stejnou část mozku, jako kdyby se to skutečně dělo. Když člověk něco vidí a daná informace prochází jeho zrakovým systémem, jsme schopni "přečíst" zrakový kortex (součást mozkové kůry, která zpracovává zrakové informace, pozn. red.) a vytvořit hrubé obrázky dané věci. Nyní k tomu používáme algoritmy strojového učení, což vyžaduje značný výkon počítače. A také jsou potřeba velké magnety.

HN: Takže aby byly tyto možnosti dostupné pro běžného člověka, museli bychom upustit od velkých magnetů nebo je zmenšit…

Přesně tak. Na obzoru jsou ale technologie, jako je holografie. K představení takových produktů může dojít už letos. Mohou to být například přenosné technologie, které bude možné používat pro zobrazování struktur v mozku. Velkou otázkou je ale zmíněný výpočetní výkon. K těmto experimentům je potřeba dostatečná baterie nebo připojení k něčemu, co může zpracovávat informace. Domnívám se ale, že za dva až pět let začneme pobíhat s čepičkami, brýlemi nebo jinými zařízeními, která zachytí mnoho našich smyslových informací a dokážou je zrekonstruovat.

Divya Chanderová

◼ Lékařka a neurovědkyně působí jako anestezioložka na kalifornské Stanfordově univerzitě. Zároveň se angažuje ve vizionářském think-tanku ze Silicon Valley Singularity University, s nímž jezdí po světě a přednáší o budoucnosti neurověd a technologií nebo medicíny obecně. Snaží se porozumět mechanismům vědomí, což by mohlo pomoci například při vývoji lepšího monitoringu mozku.
◼ Její další vášní je vesmír, chce svými poznatky přispět k přípravě dlouhodobých misí. Odmalička toužila být neurovědkyní, svůj první "model mozku" vyrobila, když jí bylo sedm let.

HN: Takže už během dvou let budou lidé běžně používat zařízení, která dokážou číst naše myšlenky?

Vždycky to závisí na přesnosti. Nejlepš

í signál, který můžeme získat, je z elektrod, které se implantují přímo do mozku. Nejhorší je pak u EEG. Tady na summitu jsme mohli vidět člověka, který má amputovanou ruku a používá místo ní robotickou. Připojí se elektrodami k amputované končetině, z ní sbírá elektrické signály mozku a pomocí strojového učení pak může rukou hýbat ve všech směrech. Zatím je limitovaný baterií i dalšími věcmi, ale to se zlepší, protože obory si navzájem pomáhají. S tím, jak se exponenciálně vyvíjejí počítačové technologie, budou rychle postupovat i neurovědy. Během dvou tří let se budou dít opravdu zajímavé věci. Třeba virtuální realita − dneska si připojujeme oční kamery, EEG přístroje, infračervenou spektroskopii a další, abychom se dokázali do toho světa ponořit a změřit odezvy mozku a nakonec je i stimulovat.

HN: Bude možné přenést naše myšlenky do cizího mozku?

Myslím, že ano. Nejprve jednoduché myšlenky. Ukazovala jsem jeden experiment dělaný za pomoci zařízení zvaného Starstim, což je taková EEG čepice. Můžete si představit velmi jednoduché věci, ty se změní v jedničky a nuly a pošlou se přes internet někomu, kdo je může přečíst. Pokud už jsme schopni tohoto a algoritmy se trochu vylepší, budeme si moci posílat daleko komplexnější věci. Představte si, že vidíte nějakou scénu, máte na sobě čepici, která sejme zrakový kortex, a je tak možné zrekonstruovat scénu v lepším rozlišení a poslat ji někomu přes internet. Možná budeme schopni poslat tu informaci tak, že druhá osoba přímo uvidí svýma očima, co vidím já.

Mozek a technika

Síla myšlenky

◼ Cathy Hutchinsonová prodělala v roce 1997 cévní mozkovou příhodu, po níž zůstala od krku dolů ochrnutá. Už v roce 2011 si ale dokázala podat hrnek s kávou a napít se z něj. Nepoužila přitom vlastní ruku, nýbrž robotickou. Pomohl jí k tomu senzor implantovaný do mozku. Je schopný číst Hutchinsonové myšlenky – je přímo napojený na stroj k jejich dekódování, odkud se pak informace převádí na pokyny pro robotickou končetinu. Metoda se nazývá BrainGate.
◼ Vědci Kalifornské univerzity v Berkeley také vyvinuli takzvaný neurální prach, který slibuje zdokonalení podobných metod. Jde o mikroskopické implantáty, které dokážou sbírat uvnitř lidského těla informace o činnosti nervů a svalů. Pomocí ultrazvuku je pak vysílají ven, do přístroje, který data zpracovává.

Elektrody v mozku

◼ Kariéru houslového mistra Rogera Frische začal v roce 2009 vážně ohrožovat třas rukou. Podstoupil proto experimentální operaci, při níž mu tým neurochirurgů z Mayo Clinic vpravil do mozku elektrody napojené na stimulátor. Aby odborníci zjistili, kam je přesně umístit, preludoval Frisch přímo na operačním sále, zákrok totiž probíhal při vědomí. Pomocí takzvané hluboké mozkové stimulace se dnes u pacientů zmírňuje také například průběh Parkinsonovy nemoci nebo epilepsie.

Vidět jazykem

◼ Technologie už také lidem umožňují v podstatě vidět svět kolem sebe jazykem. Přístroj BrainPort využívá například Erik Weihen­mayer, který přišel o zrak vinou vzácného onemocnění ve třinácti letech a před časem jako první slepec v historii vylezl na Mount Everest. Na čelo si nasadí drobnou kameru, která je napojená na elektrodu. Tu si vloží na jazyk, odkud mu pak vysílá do mozku signály toho, co vidí kamera. Díky tomu může lézt na umělé stěně, podávat si předměty nebo přečíst velká písmena.

Byznysové vize

◼ O propojení mozku s počítačem se snaží řada velkých byznysových jmen, například jedna z firem Elona Muska Neuralink. Kromě nalezení cesty, jak snadno přenášet myšlenky do strojů, má Musk i jiný záměr: připravit člověka na to, aby byl případně schopný čelit vzpouře umělé inteligence. Start-up Kernel má zase za cíl posílit lidskou inteligenci tím, že vyvine implantáty propojující myšlenky s počítačem. Podnikatel Bryan Johnson do start-upu vložil 100 mil. USD.

HN: Tohle už nějaké společnosti vyvíjejí?

Na holografii pracuje v San Francisku firma Openwater, další ji pravděpodobně budou následovat. Mnoho firem kombinuje EEG a eye tracking (sledování pohybu lidského oka, pozn. red.) s virtuální realitou. Sílu těchto technologií jste mohli vidět na příkladu paralyzovaného muže, který měl nasazenou EEG čepici a pomocí signálů z mozku a elektrod v kolenou začal chodit. Technologie neslouží pouze k posílání myšlenek, ale může pomoct lidem kompletně se uzdravit. Paralyzovaní pacienti mohou chodit nebo znovu získat různé schopnosti.

HN: Objevují se ale také snahy o ovládání sociálních sítí pomocí myšlenek.

Ano, na tom pracuje Mark Zuckerberg s Facebookem a není jediný. Máme paralyzované pacienty, kteří dokážou pomalu psát za použití myšlenek. Facebook se to snaží rozvinout, abychom mohli ovládat svá zařízení a sociální sítě pomocí myšlenek, takže bychom nemuseli vůbec používat prsty.

HN: To zní až děsivě…

Ráda bych upozornila, že pro společnosti, jako je Facebook nebo Google, jsme se stali v podstatě komoditou. Používala bych tyto technologie opatrně. Jsou důkazy, že je možné identifikovat člověka pomocí signálů mozku snímaných EEG, je to podobné jako otisky prstů. Dnes máme rozpoznávání pomocí otisků prstu, hlasu, tváře. Dala byste všanc i svůj mozek? Jakmile někdo dostane přístup k vašim myšlenkám, v určitém okamžiku pak bude schopen vytvořit například vašeho digitálního avatára bez toho, abyste tady byla. Pokud si myslíte, že hackování voleb je něco extra, tak počkejte, co přijde.

HN: Vy sama jste při využívání technologií opatrná?

Ano, na laptopu mám přelepenou kameru, dávám si pozor na mikrofony a nemám doma žádné "chytré spotřebiče". I když vím, že by mi ulehčovaly život. Myslím si, že by to měl být jeden z důležitých proudů v byznysu − vývoj umělé inteligence, která nám může pomoci, ale zároveň chrání naše soukromí, rozbíjí signály. Nejsme komodita, proč by nás měly společnosti vlastnit?

HN: Přestože jste tedy z nových technologií nadšená, zároveň se současného vývoje trochu obáváte. Co je podle vás třeba dělat, aby se lidstvu nevymkl z rukou?

Jeden z důvodů, proč učím zde na Singularity, je potřeba dát lidem vědět, že se tyto věci dějí teď a tady. Pokud to neuděláme, do diskuse nebude zapojený nikdo jiný než lidé, kteří mají peníze, a ti, kteří rozhodují. To není dobrá cesta. Vlády dnes využívají technologie rozpoznávání obličejů, mají možnost sledovat lidi a přistupovat k nim jako ke kriminálníkům, aniž by něco udělali. Měli bychom vědět, co se děje, spojit se a vytvořit etický systém. Musí být globální.

HN: Kde by měla být ta hranice, kterou bychom neměli překročit?

Žádná nebude. To, co je jinde nepřekročitelné, je například v asijských zemích praktikované. Mají jiné kulturní cítění a náboženské pozadí. Nemůžete nic zastavit. Nyní třeba existuje mezinárodní konsorcium vědců a lídrů, kteří řekli, že technologie k editaci genů CRISPR/Cas9 by neměly zasahovat do zárodečné linie − tedy DNA, kterou dědí naše děti. Jen nevím, jak dlouho to vydrží. Řekněme, že jsem žena s cystickou fibrózou. Nemocí, u níž máte padesátiprocentní pravděpodobnost, že ji vaše dítě zdědí. A chci mít zdravé dítě. Byl by to etický imperativ, editovat mou zárodečnou linii, abych tuto strašnou nemoc nepředala svým dětem? To jsou záležitosti, které z toho dělají velice složitou otázku. Protože další věc, která může následovat, je předávat dítěti inteligenci, výšku… Jednoduché odpovědi neexistují. Musíme být vzdělaní a informovaní.

HN: Na konferenci jste také mluvila o tom, že vědci ve Švýcarsku vyvíjejí umělý mozek. Co dnes takové uměle vytvořené mozky umí?

Jen velmi málo. S těmi, které se snaží Švýcaři vytvořit v rámci takzvaného Brain Blue projektu, je mnoho práce. Protože i nejmenší milimetr mozkové tkáně má mnoho neuronů, spojů. Vytvořit jeden kubický milimetr stojí spoustu výpočetní energie. Nyní začínají vyvolávat elektrickou aktivitu, která vypadá jako aktivita skutečných nervových sítí. A opět − s tím, že jsou nyní počítače na vzestupu, mohou pokročit mnohem rychleji. Za rok mohou udělat takový posun, jaký jim dříve trval 10 let. Bude velice zajímavé sledovat, až přijdou s něčím komplexním. Pravděpodobně nezačnou s lidským, ale třeba s muším nebo myším mozkem. Začnou však tyto umělé mozky vykazovat stejné druhy algoritmů jako ty naše? Projeví se u nich vědomí?

HN: Vědomí je jedna z otázek, kterou také zkoumáte. Proč je tak důležité?

Je to význam života, možná vůbec nejdůležitější otázka. Co je vědomí? Co nás dělá vědomými si sebe samých a je to to, co z nás dělá lidi? Důležitá je pro mě také otázka: Generují vědomí naše mozky, nebo je to něco, k čemu máme jejich prostřednictvím přístup? Ve své doktorské práci jsem se zabývala zrakovým systémem. Lidské oko má tři barevné receptory. Vidíme velmi úzký kousek elektromagnetického spektra a ostatní informace zahazujeme. Náš svět není tak bohatý jako svět některých zvířat. Motýli a někteří ptáci vidí i v ultrafialovém spektru, kreveta má 15 barevných receptorů. My máme jen to, co potřebujeme k přežití, a žijeme ve zvláštním přesvědčení, že to, co vidíme, je realita. Pokud jde o vědomí, náš mozek je filtr, který umožňuje přežití. Možná generuje vědomí, možná ho filtruje.

HN: Studujete vědomí i na pacientech na operačním sále, pomocí EEG, proč to děláte?

Pomocí anestetik sledujeme úroveň bdění. Je to, jako když stisknete tlačítko a můžete sledovat, co se s mozkem děje. Jsme díky tomu schopni identifikovat nervové sítě, které se účastní procesů získávání a ztrácení vědomí. Zjistili jsme, že je jistý překryv mezi těmito sítěmi a těmi, které podporují spánek. Zjišťujeme, že čím je mozek bdělejší, tím je více funkčně propojený. Naše poznatky mohou přispět právě k vývoji lepšího monitoringu mozku.

jarvis_5aa03a3c498ee2827cc9b75b.jpeg
Divya Chanderová
Foto: HN – Lukáš Bíba
jarvis_5aa03a3d498ee2827cc9b75f.jpeg
Divya Chanderová
Foto: HN – Lukáš Bíba
Související