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Alt 28.08.2020, 20:35   #1
männlich Ex-Ralfchen
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Standard Näher und näher an meine Vision


Näher und näher an meine Vision


Kommen einige Details aus dem untenstehenden Artikel über die Frage des Funktionierens zwischen dem Gehirn und einer Maschine die auf künstliche Intelligenz programmiert ist:



https://www.nytimes.com/2020/08/28/o...gtype=Homepage

Von Moises Velasquez-Manoff


Beitragender Opinion Writer New York Times
28. August 2020

Jack Gallant hatte sich nie vorgenommen, eine Gedankenlesemaschine zu entwickeln. Sein Fokus war eher prosaischer Natur. Als Computational Neuroscientist an der University of California, Berkeley, arbeitete Dr. Gallant jahrelang daran, unser Verständnis darüber zu verbessern, wie das Gehirn Informationen kodiert - welche Regionen aktiv werden, wenn eine Person zum Beispiel ein Flugzeug oder einen Apfel oder einen Hund sieht - und wie diese Aktivität das betrachtete Objekt repräsentiert.

Ende der 2000er Jahre konnten Wissenschaftler anhand der Art und Weise, wie das Gehirn leuchtet, feststellen, was für ein Ding eine Person betrachtet - zum Beispiel ein menschliches Gesicht oder eine Katze. Doch Dr. Gallant und seine Kollegen gingen noch weiter. Sie fanden heraus, wie das maschinelle Lernen eingesetzt werden kann, um nicht nur die Klasse der Dinge zu entschlüsseln, sondern auch, welches genaue Bild eine Person sieht. (Welches Foto einer Katze, zum Beispiel von drei Optionen).

Eines Tages kamen Dr. Gallant und seine Postdocs ins Gespräch. Auf die gleiche Weise, wie man einen Lautsprecher in ein Mikrofon verwandeln kann, indem man ihn rückwärts einhängt, fragten sie sich, ob sie den von ihnen entwickelten Algorithmus rückwärts entwickeln könnten, so dass sie allein anhand der Gehirnaktivität visualisieren könnten, was eine Person sieht.

Die erste Phase des Projekts bestand in der Ausbildung der KI. Stundenlang zeigten Dr. Gallant und seine Kollegen den Freiwilligen in fMRI-Maschinen Filmclips. Durch das Abgleichen von Mustern der Hirnaktivierung, die durch die bewegten Bilder ausgelöst wurden, baute die KI ein Modell der Funktionsweise des visuellen Kortex der Freiwilligen auf, der die Informationen aus den Augen analysiert. Dann kam die nächste Phase: die Übersetzung. Als sie den Freiwilligen Filmausschnitte zeigten, fragten sie das Modell, was es angesichts all dessen, was es jetzt über ihre Gehirne wusste, zu sehen glaubte.
Das Experiment konzentrierte sich nur auf einen Teilbereich des visuellen Kortex. Es erfasste nicht, was an anderer Stelle im Gehirn geschah - wie eine Person zum Beispiel über das empfinden könnte, was sie sah, oder worüber sie beim Zuschauen fantasierte. Das Unterfangen war, in Dr. Gallants Worten, ein primitiver proof-of-concept.

Und doch sind die Ergebnisse, die 2011 veröffentlicht wurden, bemerkenswert.

Die rekonstruierten Bilder bewegen sich mit einer traumartigen Fluidität. In ihrer Unvollkommenheit evozieren sie expressionistische Kunst. (Und einige wenige rekonstruierte Bilder scheinen schlichtweg falsch zu sein.) Aber wo sie gelingen, stellen sie eine erstaunliche Leistung dar: Eine Maschine, die Muster der Hirnaktivität in ein für andere Menschen verständliches Bewegtbild übersetzt - eine Maschine, die das Gehirn lesen kann.


Dr. Gallant war begeistert. Stellen Sie sich die Möglichkeiten vor, die sich eröffneten, als eine bessere Technologie zum Lesen des Gehirns zur Verfügung stand? Stellen Sie sich die Menschen vor, die am Locked-in-Syndrom, der Lou-Gehrig-Krankheit, leiden, die Menschen, die durch Schlaganfälle behindert werden, die von einer Maschine profitieren könnten, die ihnen helfen könnte, mit der Welt zu interagieren?

Unten die Rekonstruktion von gesehenen Filmen anhand der mit fMRI gemessenen menschlichen Hirnaktivität (Nishimoto et al., 2011)

https://vp.nyt.com/video/2020/08/28/...o_wg_1080p.mp4


Er war auch deshalb erschrocken, weil das Experiment konkret zeigte, dass die Menschheit am Anfang einer neuen Ära stand, in der unsere Gedanken theoretisch aus unseren Köpfen gerissen werden könnten. Was würde geschehen, fragte sich Dr. Gallant, wenn man Gedanken lesen könnte, die der Denker vielleicht nicht einmal bewusst wahrnehmen würde, wenn man die Erinnerungen der Menschen sehen könnte?
"Das ist ein wirklich ernüchternder Gedanke, den man jetzt ernst nehmen muss", sagte er mir kürzlich.

Die 'Google-Kappe

Jahrzehntelang haben wir mit Computern hauptsächlich mit unseren Fingern und Augen kommuniziert, indem wir uns über Tastaturen und Bildschirme miteinander verbunden haben. Diese Werkzeuge und die knöchernen Ziffern, mit denen wir sie anstoßen, stellen eine natürliche Grenze für die Geschwindigkeit der Kommunikation zwischen menschlichem Gehirn und Maschine dar. Wir können Informationen nur so schnell (und genau) übermitteln, wie wir tippen oder klicken können.

Spracherkennung, wie sie von Apple's Siri oder Amazon's Alexa verwendet wird, ist ein Schritt hin zu einer nahtloseren Integration von Mensch und Maschine. Der nächste Schritt, der von Wissenschaftlern auf der ganzen Welt verfolgt wird, ist eine Technologie, die es Menschen ermöglicht, Computer - und alles, was mit ihnen verbunden ist, einschließlich Autos, Roboterarme und Drohnen - allein durch Denken zu steuern.

Dr. Gallant nennt das imaginäre Stück Hardware, das dies bewerkstelligen soll, scherzhaft eine "Google-Mütze": eine Mütze, die leise Befehle wahrnehmen und die Computer auffordern kann, entsprechend zu reagieren.

Das Problem ist, dass diese Mütze, um zu funktionieren, in der Lage sein müsste, mit einigen Details zu sehen, was in den fast 100 Milliarden Neuronen des Gehirns geschieht.

Technologie, die leicht durch den Schädel blicken kann, wie das MRT-Gerät, ist viel zu unhandlich, um sie auf dem Kopf zu befestigen. Weniger sperrige Technik, wie das Elektroenzephalogramm oder E.E.G., das die elektrische Aktivität des Gehirns über Elektroden misst, die auf der Kopfhaut angebracht sind, bietet nicht annähernd dieselbe Klarheit. Ein Wissenschaftler vergleicht sie mit der Suche nach den Oberflächenwellen, die ein unter Wasser schwimmender Fisch erzeugt, während ein Sturm den See aufwühlt.

Andere Methoden des "Sehens" in das Gehirn könnten die Magnetoenzephalographie oder M.E.G. sein, die magnetische Wellen misst, die außerhalb des Schädels von Neuronen ausgehen, die unter dem Schädel feuern, oder die Verwendung von Infrarotlicht, das lebendes Gewebe durchdringen kann, um aus Veränderungen im Blutfluss auf die Hirnaktivität zu schließen. (Pulsoximeter arbeiten auf diese Weise, indem sie Infrarotlicht durch Ihren Finger strahlen).

Welche Technologien die Gehirn-Computer-Schnittstelle der Zukunft antreiben werden, ist noch unklar. Und wenn es unklar ist, wie wir das Gehirn "lesen" werden, ist es noch weniger klar, wie wir darauf "schreiben" werden.
Dies ist der andere Heilige Gral der Brain-Machine-Forschung: eine Technologie, die Informationen direkt an das Gehirn übermitteln kann. Wir sind wahrscheinlich noch lange nicht an dem Punkt angelangt, an dem Sie schweigend fragen können: "Alexa, was ist die Hauptstadt von Peru?" und sich "Lima" in Ihrem Kopf materialisieren lassen.

Dennoch beginnen sich Lösungen für diese Herausforderungen abzuzeichnen. Ein großer Teil der Forschung fand im medizinischen Bereich statt, wo Wissenschaftler seit Jahren schrittweise daran arbeiten, Tetraplegikern und anderen Menschen mit immobilisierenden neurologischen Erkrankungen bessere Möglichkeiten zu geben, mit der Welt durch Computer zu interagieren. Doch in den letzten Jahren haben Technologieunternehmen - darunter Facebook, Microsoft und Elon Musk's Neuralink - begonnen, in diesem Bereich zu investieren.

Einige Wissenschaftler sind begeistert von dieser Infusion von Energie und Ressourcen. Andere befürchten, dass der Einzug dieser Technologie in den Konsumbereich eine Vielzahl unbeabsichtigter und potenziell gefährlicher Folgen haben könnte, von der Aushöhlung der geistigen Privatsphäre bis hin zur Verschärfung der Ungleichheit.

Rafael Yuste, Neurobiologe an der Columbia University, zählt zwei große Fortschritte in der Informatik, die die Gesellschaft verändert haben: den Übergang von raumgroßen Mainframe-Computern zu Personalcomputern, die auf den Schreibtisch (und dann auf den Schoß) passen, und das Aufkommen mobiler Computer mit Smartphones in den 2000er Jahren. Nichtinvasive Technologie zum Lesen des Gehirns wäre ein dritter großer Sprung, sagt er.

"Vergessen Sie die Covid-Krise", sagte mir Dr. Yuste. "Was mit dieser neuen Technologie kommt, kann die Menschheit verändern."

Liebes Gehirn

Nicht viele Menschen werden sich freiwillig als erste einer neuartigen Hirnoperation unterziehen, auch wenn sie das Versprechen birgt, den Gelähmten ihre Mobilität wiederzugeben. Als Robert Kirsch, der Vorsitzende für biomedizinische Technik an der Case Western Reserve University, vor fast 10 Jahren einen solchen Aufruf veröffentlichte und eine Person sowohl die Kriterien erfüllte als auch bereit war, wusste er, dass er einen Pionier an der Hand hatte.

Der Name des Mannes war Bill Kochevar. Er war Jahre zuvor bei einem Fahrradunfall vom Hals abwärts gelähmt gewesen. Sein Motto, wie er es später erklärte, lautete: "Jemand muss die Forschung betreiben".
Zu diesem Zeitpunkt hatten Wissenschaftler bereits Dinger erfunden, die gelähmten Patienten halfen, die verbleibende Beweglichkeit - Lippen, ein Augenlid - zu nutzen, um Computer zu steuern oder Roboterarme zu bewegen. Doch Dr. Kirsch wollte etwas anderes. Er wollte Herrn Kochevar helfen, seine eigenen Gliedmaßen zu bewegen.

Der erste Schritt war die Implantation von zwei Arrays von Sensoren über dem Teil des Gehirns, der normalerweise den rechten Arm von Herrn Kochevar steuern würde. In seine Armmuskeln wurden Elektroden implantiert, die über einen Computer Signale von diesen Arrays empfangen konnten. Die Implantate und der mit ihnen verbundene Computer würden als eine Art elektronisches Rückenmark fungieren und seine Verletzung umgehen.

Nachdem seine Armmuskeln gestärkt worden waren - was durch eine leichte elektrische Stimulation im Schlaf erreicht wurde - konnte sich Herr Kochevar, der zu diesem Zeitpunkt seit über einem Jahrzehnt gelähmt war, ernähren und Wasser trinken. Er konnte sich sogar an der Nase kratzen.

Weltweit gibt es etwa zwei Dutzend Menschen, die durch Unfälle oder neurologische Erkrankungen den Gebrauch von Gliedmaßen verloren haben und denen Sensoren ins Gehirn implantiert wurden. Viele, Herr Kochevar eingeschlossen, nahmen an einem von der Regierung der Vereinigten Staaten finanzierten Programm namens BrainGate teil. Die in dieser Forschung verwendeten Sensoranordnungen, die kleiner als ein Knopf sind, ermöglichen es den Patienten, Roboterarme oder Cursor auf einem Bildschirm allein durch Denken zu bewegen. Aber soweit Dr. Kirsch weiß, war Herr Kochevar, der 2017 aus Gründen starb, die nichts mit der Forschung zu tun hatten, der erste gelähmte Mensch, der durch diese Technologie seine Gliedmaßen wieder benutzen konnte.

In diesem Herbst werden Dr. Kirsch und seine Kollegen mit der Version 2.0 des Experiments beginnen. Dieses Mal werden sie sechs kleinere Arrays implantieren - mehr Sensoren werden die Qualität des Signals verbessern. Und statt Elektroden direkt in die Muskeln der Probanden zu implantieren, werden sie diese stromaufwärts einführen und dabei die Nerven umkreisen, die die Muskeln bewegen. Theoretisch, sagt Dr. Kirsch, wird dies die Bewegung des gesamten Arms und der Hand ermöglichen.

Das nächste Hauptziel ist die Wiederherstellung des Empfindungsvermögens, so dass die Menschen wissen können, ob sie beispielsweise einen Stein oder eine Orange halten - oder ob ihre Hand zu nahe an eine Flamme gewandert ist. "Die Empfindung ist der am längsten ignorierte Teil der Lähmung", sagte mir Dr. Kirsch.
Vor einigen Jahren begannen Wissenschaftler der Universität von Pittsburgh bahnbrechende Experimente an dieser Front mit einem Mann namens Nathan Copeland, der von der oberen Brust abwärts gelähmt war. Sie leiteten sensorische Informationen von einem Roboterarm in den Teil seines Kortex, der mit dem Tastsinn seiner rechten Hand zu tun hatte.

Jedes Gehirn ist ein lebendiges, wellenförmiges Organ, das sich mit der Zeit verändert. Deshalb muss die K.I. vor jeder Sitzung von Herrn Copeland neu kalibriert werden - um einen neuen Gehirndecoder zu konstruieren. "Die Signale in Ihrem Gehirn verändern sich", sagte mir Mr. Copeland. "Sie sind nicht jeden Tag gleich."

Und die Ergebnisse waren nicht perfekt. Mr. Copeland beschrieb sie mir als "seltsam", "elektrisch prickelnd", aber auch "erstaunlich". Das sensorische Feedback war jedoch immens wichtig, da er wusste, dass er tatsächlich begriffen hatte, was er glaubte, begriffen zu haben. Und ganz allgemein zeigte es, dass eine Person eine Roboterhand als ihre eigene "fühlen" konnte und dass Informationen, die von elektronischen Sensoren kamen, in das menschliche Gehirn eingespeist werden konnten.

So vorläufig diese Experimente auch sind, deuten sie doch darauf hin, dass die Teile einer Gehirn-Maschine-Schnittstelle, die sowohl "lesen" als auch "schreiben" können, bereits existieren. Menschen können Roboterarme nicht nur durch bloßes Denken bewegen; Maschinen können, so unvollkommen sie auch sein mögen, dem Gehirn Informationen darüber übermitteln, worauf dieser Arm trifft.

Wer weiß, wie bald Versionen dieser Technologie für Kinder verfügbar sein werden, die denken wollen - sie können Avatare in Videospielen bewegen oder im Internet surfen. Menschen können mit ihren Gehirnsignalen bereits Drohnen fliegen, so dass in den kommenden Jahren vielleicht grobe Konsumversionen erscheinen werden. Aber es ist kaum zu überschätzen, wie lebensverändernd eine solche Technologie für Menschen mit Rückenmarksverletzungen oder neurologischen Erkrankungen sein könnte.

Edward Chang, ein Neurochirurg an der Universität von Kalifornien, San Francisco, der an hirnbasierter Spracherkennung arbeitet, sagte, dass der Erhalt der Kommunikationsfähigkeit den Unterschied zwischen Leben und Tod bedeuten kann. "Für manche Menschen, wenn sie die Möglichkeit haben, weiterhin zu kommunizieren, kann das der Grund dafür sein, dass sie sich entscheiden, am Leben zu bleiben", sagte er mir. "Das motiviert uns in unserer Arbeit sehr", sagte er.

In einer kürzlich durchgeführten Studie sagten Dr. Chang und seine Kollegen mit einer Genauigkeit von bis zu 97 Prozent - der bisher besten bisher erreichten Rate - voraus, welche Worte ein Freiwilliger gesagt hatte (aus etwa 250 Wörtern, die in einem vorgegebenen Satz von 50 Sätzen verwendet wurden), indem sie implantierte Sensoren verwendeten, die die Aktivität in dem Teil ihres Gehirns überwachten, der die beim Sprechen beteiligten Muskeln bewegt. (Die Freiwilligen in dieser Studie waren nicht gelähmt; es waren Epilepsiepatienten, die sich einer Gehirnoperation unterziehen mussten, um diesen Zustand zu beheben, und die Implantate waren nicht dauerhaft).

Dr. Chang verwendete Sensor-Arrays



wird fortgesetzt
Ex-Ralfchen ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 28.08.2020, 21:29   #2
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Da bin ich auf die Fortsetzung gespannt
dr.Frankenstein ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 28.08.2020, 23:14   #3
männlich Ex-Ralfchen
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Dr. Chang verwendete Sensor-Arrays, ähnlich denen von Dr. Kirsch, aber eine nicht-invasive Methode ist möglicherweise nicht allzu weit entfernt.

Facebook, das die Studie von Dr. Chang finanziert hat, arbeitet an einer hirnlesenden, helmähnlichen Vorrichtung, die mit Infrarotlicht in das Gehirn schaut. Mark Chevillet, der Leiter der Forschung im Bereich Gehirn-Computer-Schnittstellen bei Facebook Reality Labs, sagte mir in einer E-Mail, dass sein Labor in "den kommenden Jahren" einfache Befehle wie "home", "select" und "delete" entschlüsseln kann, während die vollständige Spracherkennung noch in weiter Ferne liegt.

Dieser Fortschritt wird nicht nur durch Fortschritte in der Technologie der Gehirnsensorik vorangetrieben - durch den physischen Treffpunkt von Fleisch und Maschine. Die K.I. ist genauso wichtig, wenn nicht sogar wichtiger.

Der Versuch, das Gehirn von ausserhalb des Schädels zu verstehen, ist wie der Versuch, einem Gespräch, das zwei Räume entfernt stattfindet, einen Sinn zu geben. Das Signal ist oft unübersichtlich und schwer zu entziffern. Es sind also dieselben Arten von Algorithmen, die es Spracherkennungssoftware ermöglichen, gesprochene Sprache zu verstehen - einschließlich individueller Eigenheiten in der Aussprache und regionaler Akzente -, die jetzt vielleicht auch die Technologie zum Lesen des Gehirns ermöglichen.


Zap den Drang

Doch nicht alle Anwendungen des Lesens im Gehirn erfordern etwas so Komplexes wie das Verstehen von Sprache. In einigen Fällen wollen Wissenschaftler einfach nur die Triebe abstumpfen.

Als Casey Halpern, ein Neurochirurg in Stanford, am College war, hatte er einen Freund, der zu viel trank. Ein anderer war übergewichtig, konnte aber nicht aufhören zu essen. "Die Impulskontrolle ist ein so weit verbreitetes Problem", sagte er mir.

Als angehender Wissenschaftler lernte er Methoden der Tiefenhirnstimulation kennen, die zur Behandlung der Parkinson-Krankheit eingesetzt werden. Ein schwacher elektrischer Strom, der an einen an der Bewegung beteiligten Teil des Gehirns angelegt wird, könnte das durch die Krankheit verursachte Zittern lindern. Könnte er diese Technologie auf das Problem der unzureichenden Selbstkontrolle anwenden?

Bei der Arbeit mit Mäusen in den 2010er Jahren identifizierte er einen Teil des Gehirns, den so genannten Nucleus accumbens, in dem die Aktivität in einem vorhersehbaren Muster zunahm, kurz bevor eine Maus dabei war, fettreiche Nahrung zu fressen. Er fand heraus, dass er die Nahrungsaufnahme der Maus reduzieren konnte, indem er diese Aktivität mit einem milden elektrischen Strom unterbrach. Er konnte den Schluckzwang zappen, während er sich im Gehirn der Nagetiere festsetzte.

Anfang dieses Jahres begann er, diesen Ansatz bei Menschen zu testen, die an Fettleibigkeit leiden und denen bisher keine andere Behandlung, einschliesslich einer Magenbypassoperation, geholfen hat. Er implantiert ihnen eine Elektrode in den Nucleus accumbens. Sie ist mit einem Apparat verbunden, der ursprünglich entwickelt wurde, um Anfälle bei Menschen mit Epilepsie zu verhindern.

Wie bei der Arbeit von Dr. Chang oder Dr. Gallant muss ein Algorithmus zunächst über das Gehirn, an das er angeschlossen ist, lernen - um die Anzeichen eines bevorstehenden Kontrollverlustes zu erkennen. Dr. Halpern und seine Kollegen trainieren den Algorithmus, indem sie den Patienten einen Milchshake oder ein Buffet mit den Lieblingsspeisen des Patienten anbieten und dann ihre Hirnaktivität aufzeichnen, kurz bevor die Person sich verwöhnen lässt.

Er hat bisher zwei Implantationen durchgeführt. "Das Ziel ist es, die Kontrolle wiederherzustellen", sagte er mir. Und wenn es bei Fettleibigkeit funktioniert, von der etwa 40 Prozent der Erwachsenen in den Vereinigten Staaten betroffen sind, plant er, das Dingsbums gegen Abhängigkeiten von Alkohol, Kokain und anderen Substanzen zu testen.

Dr. Halperns Ansatz geht von einer Tatsache aus, von der er sagt, dass es vielen Menschen schwer fällt zu akzeptieren, dass der Mangel an Impulskontrolle, der einem Suchtverhalten zugrunde liegen kann, keine Wahlmöglichkeit ist, sondern aus einer Fehlfunktion des Gehirns resultiert. "Wir müssen akzeptieren, dass es sich um eine Krankheit handelt", sagt er. "Oft urteilen wir einfach über Menschen und nehmen an, dass es ihre eigene Schuld ist. Das ist nicht das, was die aktuelle Forschung uns vorschlägt."

Ich muss gestehen, dass von den zahlreichen vorgeschlagenen Anwendungen von Brain-Machine-Interfacing, auf die ich stieß, die von Dr. Halpern am liebsten extrapoliert wurde. Wie viele Leben sind durch die Unfähigkeit, der Versuchung der nächsten Pille oder des nächsten Bieres zu widerstehen, aus den Fugen geraten? Was wäre, wenn Dr. Halperns Lösung verallgemeinerbar wäre?

Was wäre, wenn Sie jedes Mal, wenn Ihre Gedanken während des Schreibens eines Artikels abgeschweift sind, sie mit Hilfe Ihres Konzentrationsimplantats wieder auf die bevorstehende Aufgabe lenken könnten, um endlich jene lebensverändernden Projekte abzuschließen, die Sie nie zu Ende gebracht haben?

Diese Anwendungen bleiben natürlich Phantasien. Aber allein die Tatsache, dass so etwas möglich ist, veranlasst Dr. Yuste, den Neurobiologen, sich Gedanken darüber zu machen, wie diese Technologie die Grenzen dessen, was wir als unsere Persönlichkeit betrachten, verwischen könnte.

Eine solche Verwischung sei bereits ein Problem, betont er. Parkinson-Patienten mit Implantaten berichten manchmal, dass sie sich aggressiver als gewöhnlich fühlen, wenn die Maschine "an" ist. Depressive Patienten, die sich einer tiefen Hirnstimulation unterziehen, fragen sich manchmal, ob sie wirklich noch sie selbst sind. "Man fühlt sich irgendwie künstlich", sagte ein Patient zu Forschern. Die Maschine implantiert keine Ideen in ihre Köpfe, wie Leonardo DiCaprios Figur in dem Film "Inception", aber sie scheint ihr Selbstgefühl zu verändern.

Was passiert, wenn sich die Menschen nicht mehr sicher sind, ob ihre Emotionen die ihren sind oder die Auswirkungen der Maschinen, mit denen sie verbunden sind?

Dr. Halpern weist diese Bedenken als übertrieben zurück. Solche Effekte seien Teil vieler medizinischer Behandlungen, so Halpern, einschließlich der üblicherweise verschriebenen Antidepressiva und Stimulanzien. Und manchmal, wie im Fall einer hoffnungslosen Sucht, ist es genau das Ziel, das Verhalten von jemandem zu ändern.

Dennoch ist die längerfristige Frage, was passieren könnte, wenn die Brain-Writing-Technologie vom medizinischen in den konsumorientierten Bereich springt, schwer zu vergessen. Wenn es zum Beispiel meinen imaginären Fokussierungsverstärker gäbe, der aber sehr teuer wäre, könnte er die bereits gähnende Kluft zwischen denen, die sich teure Tutoren, Autos und Hochschulen - und jetzt auch noch die körnerverstärkende Technologie - leisten können, und denen, die das nicht können, noch vertiefen.

"Bestimmte Gruppen werden diese Technologie erhalten und sich selbst verbessern", sagte mir Dr. Yuste. "Das ist eine wirklich ernste Bedrohung für die Menschheit."
Das Geschäft mit dem Gehirn

"Die Idee, dass man Löcher in Schädel bohren muss, um die Gehirne zu lesen, ist verrückt", sagte mir Mary Lou Jepsen, die Geschäftsführerin und Gründerin von Openwater, in einer E-Mail. Ihre Firma entwickelt eine Technologie, die, wie sie sagt, Infrarotlicht und Ultraschallwellen verwendet, um in den Körper zu schauen.

Andere Forscher versuchen einfach, invasive Ansätze weniger invasiv zu machen. Eine Firma namens Synchron versucht, die Öffnung des Schädels oder die Berührung von Hirngewebe überhaupt zu vermeiden, indem sie einen Sensor durch die Halsvene in den Hals einführt. Es durchläuft derzeit eine Sicherheits- und Durchführbarkeitsstudie.

Dr. Kirsch vermutet, dass der Neuralink von Elon Musk wahrscheinlich die beste Technik zur Erfassung des Gehirns in der Entwicklung ist. Es muss operiert werden, aber im Gegensatz zu den BrainGate-Sensorarrays ist es dünn, flexibel und kann sich an die gebirgige Topographie des Gehirns anpassen. Es besteht die Hoffnung, dass es dadurch weniger ätzend wird. Es hat auch haarähnliche Fäden, die im Hirngewebe versinken. Jeder Faden enthält mehrere Sensoren, wodurch theoretisch mehr Daten erfasst werden können als mit flacheren Arrays, die an der Hirnoberfläche sitzen. Er kann sowohl lesen als auch in das Gehirn schreiben, und er wird von einem Roboter begleitet, der bei der Implantation assistiert.

Eine grosse Herausforderung bei Implantaten ist, wie Dr. Gallant sagt, dass, wie Dr. Gallant sagt, "Ihr Gehirn es nicht mag, wenn sich Zeug in Ihrem Gehirn festsetzt". Mit der Zeit können Immunzellen das Implantat ausschwärmen und es mit Schmiere bedecken.

Eine Möglichkeit, dies zu vermeiden, besteht darin, die Größe der Sensoren drastisch zu verkleinern. Arto Nurmikko, Professor für Ingenieurwesen und Physik an der Brown University und Teil der BrainGate-Bemühungen, entwickelt so genannte "Neurograins" - winzige, implantierbare Siliziumsensoren, die nicht größer als eine Handvoll Neuronen sind. Sie sind zu klein, um Batterien zu haben, deshalb werden sie von Mikrowellen gespeist, die von außerhalb des Schädels hineingebeamt werden.

Er sieht vielleicht 1.000 Minisensoren vor, die im ganzen Gehirn implantiert werden. Bislang hat er sie nur an Nagetieren getestet. Aber vielleicht sollten wir nicht so sicher sein, dass gesunde Menschen sich nicht freiwillig für eine Operation zur "mentalen Verbesserung" melden würden. Jedes Jahr stellt Dr. Nurmikko seinen Studenten eine Hypothese vor: 1.000 Neurograin-Implantate, die es den Studenten ermöglichen würden, schneller zu lernen und zu kommunizieren; gibt es Freiwillige?

"Normalerweise sagt etwa die Hälfte der Klasse: 'Sicher,'" sagte er mir. "Das spricht dafür, wo wir heute stehen."

Jose Carmena und Michel Maharbiz, Wissenschaftler in Berkeley und Gründer eines Start-up-Unternehmens namens Iota Biosciences, haben ihre eigene Version dieser Idee, die sie "neuralen Staub" nennen: winzige Implantate für das periphere Nervensystem - Arm, Beine und Organe neben dem Gehirn. "Es ist wie ein Fitbit für Ihre Leber", sagte mir Dr. Carmena.

Sie stellen sich vor, Entzündungskrankheiten zu behandeln, indem sie die Nerven im ganzen Körper mit diesen winzigen Geräten stimulieren. Und wo Dr. Nurmikko Mikrowellen verwendet, um die Geräte mit Energie zu versorgen, sehen Dr. Carmena und Dr. Maharbiz den Einsatz von Ultraschall vor, um sie mit Energie zu versorgen.

Im Allgemeinen sagen sie, dass diese Art von Technologie zuerst im medizinischen Kontext eingesetzt wird und dann auf die Laienpopulation übertragen wird. "Wir werden uns zur Augmentation von Menschen entwickeln", sagte mir Dr. Carmena. Das steht außer Frage."

Aber der Hype durchdringt das Feld, warnt er. Sicher, Elon Musk hat argumentiert, dass eine engere Integration von Gehirn und Maschine den Menschen helfen wird, mit den immer leistungsstärkeren A.I.s. zu konkurrieren. Aber in Wirklichkeit sind wir noch lange nicht in der Nähe eines Geräts, das Ihnen beispielsweise helfen könnte, Kung Fu sofort zu beherrschen, wie Keanu Reeves in "The Matrix".

Wie sieht die nahe Zukunft für den Durchschnittsverbraucher aus? Ramses Alcaide, der Chef einer Firma namens Neurable, stellt sich eine Welt vor, in der Smartphones, die wir in unsere Taschen oder Rucksäcke gesteckt haben, als Verarbeitungszentralen für Daten dienen, die von kleineren Computern und um den Körper getragenen Sensoren einströmen. Diese Geräte - Brillen, die als Displays dienen, Ohrstöpsel, die in unsere Ohren flüstern - sind der Ort, an dem die eigentliche Schnittstelle zwischen Mensch und Computer entsteht.

Microsoft verkauft ein Headset namens HoloLens, das der Welt Bilder überlagert, eine Idee, die "Augmented Reality" genannt wird. Eine Firma namens Mojo Vision arbeitet an einer Kontaktlinse, die monochrome Bilder direkt auf die Netzhaut projiziert, ein privater Computerbildschirm, der die Welt überlagert.

Und Dr. Alcaide selbst arbeitet an dem, was er als Dreh- und Angelpunkt dieser Vision sieht, ein Gerät, das Ihnen eines Tages helfen könnte, mit all Ihren digitalen Utensilien lautlos zu kommunizieren. Er äußerte sich vage zu der Form, die das Produkt annehmen wird - es ist noch nicht marktreif -, außer dass es sich um einen Ohrhörer handelt, der die elektrische Aktivität des Gehirns messen kann, um "kognitive Zustände" zu erfassen, z.B. ob Sie hungrig sind oder sich konzentrieren.

Wir prüfen bereits zwanghaft Instagram und Facebook und E-Mails, obwohl wir angeblich durch unsere fleischigen Finger behindert werden. Ich habe Dr. Alcaide gefragt: Was wird passieren, wenn wir soziale Medien zwanghaft nur durch Nachdenken kontrollieren können?

Er, der immer ein Optimist war, sagte mir, dass die Technologie der Gehirnsensorik tatsächlich beim digitalen Eindringen helfen könnte. Der intelligente Ohrhörer könnte zum Beispiel spüren, dass Sie arbeiten, und Werbung oder Telefonanrufe blockieren. "Was wäre, wenn Ihr Computer wüsste, dass Sie sich konzentrieren?", sagte er mir. "Was, wenn er tatsächlich das Bombardement aus Ihrem Leben entfernt?"

Vielleicht ist es keine Überraschung, dass Dr. Alcaide die HBO-Sci-Fi-Show "Westworld" genossen hat, ein Universum, in dem Technologien, die die Kommunikation mit Computern nahtloser machen, gang und gäbe sind (obwohl es niemandem besser geht). Rafael Yuste hingegen weigert sich, die Show zu sehen. Er vergleicht die Idee mit einem Wissenschaftler, der Covid-19 studiert und sich einen Film über Pandemien ansieht. "Das ist das Letzte, was ich tun möchte", sagt er.

Eine Frage der Menschenrechte'.


Um zu verstehen, warum sich Dr. Yuste so sehr um die Technologie des Gehirnlesens sorgt, hilft es, seine Forschung zu verstehen. Er half bei der Entwicklung einer Technologie, die mit beispielloser Präzision im Gehirn lesen und schreiben kann und keine Operation erfordert. Aber sie erfordert Gentechnik.

Dr. Yuste infiziert Mäuse mit einem Virus, das zwei Gene in die Nervenzellen der Tiere einführt. Das eine veranlasst die Zellen, ein Protein zu produzieren, das sie für Infrarotlicht empfindlich macht, das andere lässt die Neuronen bei ihrer Aktivierung Licht aussenden. Wenn die Neuronen danach feuern, kann Dr. Yuste sehen, wie sie aufleuchten. Und er kann die Neuronen der Reihe nach mit einem Infrarot-Laser aktivieren. So kann Dr. Yuste lesen, was im Gehirn der Maus passiert, und mit einer Genauigkeit, die mit anderen Techniken unmöglich ist, in das Gehirn der Maus schreiben.

Und er kann, wie es scheint, die Mäuse dazu bringen, Dinge zu "sehen", die nicht da sind.

In einem Experiment brachte er Mäusen bei, einen Schluck Zuckerwasser zu trinken, nachdem eine Reihe von Balken auf einem Bildschirm erschienen war. Er zeichnete auf, welche Neuronen im visuellen Kortex schossen, als die Mäuse diese Balken sahen. Dann aktivierte er dieselben Neuronen mit dem Laser, ohne ihnen jedoch die eigentlichen Balken zu zeigen. Die Mäuse zeigten die gleiche Reaktion: Sie nahmen ein Getränk zu sich.

Er mag das, was er tat, um eine Halluzination zu implantieren. "Wir konnten diesen Mäusen Wahrnehmungen von Dingen implantieren, die sie nicht gesehen hatten", sagte er mir. "Wir manipulierten die Maus wie eine Marionette."
Diese Methode, die Optogenetik genannt wird, ist weit davon entfernt, beim Menschen angewendet zu werden. Zunächst einmal haben wir einen dickeren Schädel und ein größeres Gehirn, was es für Infrarotlicht schwieriger macht, durchzudringen. Und aus politischer und regulatorischer Sicht ist die Messlatte für gentechnisch veränderte Menschen hoch. Doch die Wissenschaftler suchen nach Umgehungslösungen - Medikamente und Nanopartikel, die Neuronen für Infrarotlicht empfänglich machen und eine präzise Aktivierung von Neuronen ohne Gentechnik ermöglichen.

Die Lektion aus Dr. Yuste's Sicht ist nicht, dass wir bald Laser am Kopf haben werden, die uns "wie Klaviere" spielen, sondern dass die Technologien zum Lesen und möglicherweise auch zum Schreiben von Gehirnen immer näher rücken und die Gesellschaft darauf nicht vorbereitet ist.

"Wir denken, dass dies eine Frage der Menschenrechte ist", sagte er mir.

In einem 2017 in der Zeitschrift Nature veröffentlichten Artikel forderten Dr. Yuste und 24 andere Unterzeichner, darunter Dr. Gallant, die Formulierung einer Menschenrechtserklärung.

Synthetic Thoughts

https://up.picr.de/39319788dd.jpeg

PICART by Ralfchen 2017 80x80 cm on canvass
Ex-Ralfchen ist offline   Mit Zitat antworten
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