Brainet – mozky propojené do sítě

Makak rhesus. Ilustrační foto

Kvartet potkanů dokáže vzájemně sladit aktivity svých mozků. Mozky tří opic propojené prostřednictvím počítačů spolupracují na splnění společného úkolu.

Propojení mozku a počítače už dávno není doménou autorů sci-fi. Pokrok na tomto poli dává naději například ochrnutým lidem. Těm bude stačit, aby si představili, že vykonávají určitý pohyb. Elektrody zaznamenají v jejich mozku aktivitu neuronů pohybového centra a předají ji do počítače, který vzruchy vyhodnotí a „přeloží“ do povelů pro inteligentní elektronicky ovládanou protézu. Na mistrovství světa ve fotbale v roce 2014 v Brazílii provedl s pomocí takového zařízení ovládaného myšlenkami slavnostní výkop ochrnutý Juliano Pinto. Za touto ukázkou spolupráce lidského mozku s počítačem stál brazilský neurobiolog Miguel Nicolelis působící v USA na Duke University.

Nicolelis má na svém kontě dlouhou řadu podobných úspěchů. Před časem propojil pomocí počítače mozky dvěma potkanům a umožnil tak pokusným zvířatům, aby si navzájem předávala „myšlenky“. Nyní posunul hranice propojení mozku a počítače na novou úroveň, když propojil prostřednictvím počítače mozky třem makakům a vytvořil tak „brainet“ čili „síť z mozků“. Zvířata jsou schopna spolupracovat a společným úsilím řešit jednoduché problémy. Výsledky těchto pokusů zveřejnil Nicolelis se svými spolupracovníky ve vědeckém časopise Scientific Reports.

Trojice opic mohla například představami v mozkovém centru pro řízení pohybu přední končetiny ovládat kurzor počítače v trojrozměrném prostoru. Z trojice prostorových souřadnic však měla každá opice pod kontrolou jen dvě. Nevládla tedy kurzoru v prostoru ale pouze v ploše. Jedna opice pohybovala kurzorem ve vodorovné rovině, druhá ve svislé - předozadní rovině a třetí ve svislé – pravolevé rovině. Každá opice měla mozek napojený jen na počítač. Mezi sebou jejich mozky propojené nebyly.

Trojice opic dokázala představami v mozkovém centru pro řízení pohybu přední končetiny společně ovládat kurzor počítače v trojrozměrném prostoru

Počítač povely jednotlivých opic „průměroval“ a určoval tak výsledný pohyb kurzoru ve třech dimenzích. Pokud se opicím podařilo společným úsilím dostat kurzor do určené pozice, byly odměněné pamlskem. Opicím se to určité době potřebné na trénink opakované dařilo bez toho, že by se mezi sebou nějak domlouvaly nebo si napovídaly. Vytvořily funkční síť z mozků - brainet.

„Synchronizovaly své mozky a splnily úlohu vytvořením supermozku – strukturou vzniklou kombinací tří mozků,“ říká Miguel Nicolelis.

V dalším experimentu rovněž publikovaném v časopise Scientific Reports Nicolelisův tým propojil mozky čtyř potkanů nejen s počítačem, ale také mezi jednotlivými zvířaty. Takto propojené mozky podávaly při řešení problémů vyšší výkon než mozek jednotlivých zvířat. Vědci například vnášeli do mozků zvířat do elektrických stimulů „přeložené“ meteorologické údaje o změnách teploty a tlaku vzduchu. Na základě vypěstovaných reflexů byl každý potkan s to reagovat na příslušný stimul, například „zprávu“ o vzestupu či poklesu tlaku vzduchu, oteplení či ochlazení.

Protože na těchto parametrech závisí pravděpodobnost srážek, bylo možné vyčíst z výsledné reakce potkanů „předpověď počasí“. Potkani s mozky propojenými do sítě reagovali na podněty správně v 41 % případů, což je vysoko nad úrovní, s jakou přináší správné řešení slepá náhoda.

Nicolelisův tým propojil mozky čtyř potkanů s počítačem, ale také mezi jednotlivými zvířaty. Takto propojené mozky podávaly při řešení problémů vyšší výkon než mozek jednotlivých zvířat

Možnosti, které se těmito pokusy otevírají, lze jen těžko odhadovat. Mohly by například napomoci přenášení myšlenek mezi lidmi. Řada problémů v komunikaci vzniká proto, že lidé nerozumí, co druzí říkají. Zdaleka nejde jen o případy, kdy lidé hovoří různými jazyky. Pokud se má například na společném řešení odborného problému domluvit matematik a biolog, není to vždycky jednoduché. Obory používají odlišnou terminologii a přitom pracují s velmi složitými a často ryze abstraktními objekty. Pokud by se podařilo přenést myšlenky z mozku jednoho člověka do mozku druhého člověka, nekomplikovala by jejich dorozumívání řeč. Oba by myšlenky svého protějšku okamžitě pochopili, jako kdyby byly jejich vlastní.

Zdroj: Scientific Reports 1, Scientific Reports 2, Nicolelis Laboratory