Forskare har för första gången demonstrerat ett "hjärna-till-hjärna"-gränssnitt för flera personer där tre personer samarbetade för att slutföra en uppgift via direkt "hjärna-till-hjärna"-kommunikation. Detta gränssnitt som kallas BrainNet banar väg för direkt samarbete mellan hjärnor för att lösa ett problem.
Ett hjärna-till-hjärna-gränssnitt hos människor är varifrån innehållet kommer neurala signaler extraheras från en "avsändare" och levereras till en "mottagare" hjärna via digital teknik för att möjliggöra direkt hjärna-till-hjärna kommunikation. Ett gränssnitt mellan hjärna och hjärna kan extrahera och leverera med hjälp av hjärnavbildning och neurostimuleringstekniker. Icke-invasiva metoder som kallas elektroencefalografi (EKG) och transkraniell magnetisk stimulering (TMS) används för att registrera hjärnaktivitet respektive leverera information till hjärnan. Begreppet hjärna-till-hjärna-gränssnitt har varit tillgängligt i teorin under en tid, men konceptet i sin helhet har aldrig demonstrerats förrän nu.
En ny studie publicerad den 16 april i Natur tidskriften Vetenskapliga rapporter har för allra första gången visat ett hjärna-till-hjärna-gränssnitt för flera personer – kallat 'BrainNet' – av tre personer kommunicerade och löste en uppgift/problem tillsammans genom att använda direkt hjärna-till-hjärna-kommunikation. De tre deltagarna – Avsändare 1, Avsändare 2 och Mottagare arbetade på en samarbetsuppgift – ett Tetris-liknande spel. Alla tre deltagare var närvarande i olika rum hela tiden och det fanns ingen kommunikation mellan dem, dvs de kan inte se eller höra eller prata med varandra. Både mottagare och sändare har försetts med EKG- och TMS-teknologier, vilket helt tar bort behovet av fysiska rörelser.
I detta Tetris-liknande spel visas ett block på toppen av skärmen och detta block måste placeras ordentligt längst ner för att fylla en rad. Avsändare 1 och avsändare 2 kunde se spelet (blocket och linjen längst ner) men kunde inte kontrollera spelet. Mottagaren som spelade spelet och hade total kontroll över det kunde bara se linjen längst ner men visste inte hur han skulle flytta om blocket. För att lyckas slutföra spelet var Mottagaren tvungen att söka hjälp från Avsändare 1 och Avsändare 2 för att få den återstående informationen. Detta skulle uppnås via direkt hjärna-till-hjärna-kommunikation med hjälp av BrainNet.
I början av experimentet visades spelet för avsändare 1 och avsändare 2 på en datorskärm. Båda bestämmer sedan hur blocket ska roteras. Skärmen visade ett "Ja" och "Nej" med LED-lampor som blinkade 17 gånger respektive 15 sekunder per sekund. När avsändare tog ett beslut att "rotera eller inte rotera" blocket koncentrerade de sig eller stirrade på motsvarande ljus. Lamporna som blinkar i ett annat mönster kan utlösa unika typer av elektrisk aktivitet i hjärnan som deras EKG-huvudutrustning registrerade. Datorn gav feedback i realtid för att visa deras val genom att flytta en markör till önskat val. Detta val översätts sedan till ett "Ja eller ett Nej".
Därefter måste informationen från avsändarna levereras till mottagaren. Om svaret var "Ja" (rotera blocket), såg mottagaren en stark ljusblixt. Alternativt, när det var 'Nej' såg mottagaren inget ljus. Avsändarens beslut levereras sedan direkt till mottagarens hjärna genom transkraniell magentisk stimulering. Sedan integrerar mottagaren information som tas emot från avsändare 1 och avsändare 2. Mottagaren bar också EKG-huvudutrustning, så på samma sätt som avsändarna fattar mottagaren ett beslut direkt från sin hjärna om huruvida blocket ska roteras eller inte. Mottagaren fyller nu framgångsrikt raden längst ner och slutför spelet.
Totalt 5 grupper (med 3 deltagare vardera) klarade BrainNet-uppgiften. I totalt 16 omgångar av spelet fyllde varje grupp raden minst 81 procent av tiden, dvs. i 13 försök. Forskare utvärderade BrainNets prestanda genom att injicera brus genom falska positiva resultat etc. Man såg att mottagaren lärde sig att lita på den mest pålitliga avsändaren enbart baserat på informationen som överförs till deras hjärna precis som hur det händer i verkliga sociala interaktioner och kommunikationer.
Det hjärna-till-hjärna-gränssnitt BrainNet som beskrivs i den aktuella studien banar väg för framtiden för hjärna-till-hjärna-gränssnitt där sammankopplade hjärnor hos mer än en person kan samarbeta för att lösa problem som inte kan lösas av en enda person.
***
{Du kan läsa den ursprungliga forskningsartikeln genom att klicka på DOI-länken nedan i listan över citerade källor}
Källa (er)
Jiang, L. et al. 2019. BrainNet: A Multi-Person Brain-to-Brain Interface for Direct Collaboration Between Brains. Vetenskapliga rapporter. 9 (1). http://dx.doi.org/10.1038/s41598-019-41895-7
