Az alábbi cikket a Magyar Tudományba küldtem be, de úgy gondolták, most ez a téma nem fontos, inkább a tengeri ubrokák nemi élete a fontos téma. Kár lenne veszni hagyni a jól összeszedett szöveget, úgyhogy közzé teszem itt. A cikk témája annyira nem áll távol az ateizmustól, hiszen alapvetően egy fizikalista, redukcionista elmefilozófián alapszik, de azért a cikk után írok pár sort, ami még kifejezetten az ateizmushoz kapcsolódik, és ami meg a Magyar Tudományba nem fért volna be semmi esetre.

***

2014 szeptemberében a napilapokban is megjelent egy olyan hír, amely arról szól, hogy megtörtént az első gondolatátvitel emberek között (Origo), méghozzá nem varázslattal, nem valamilyen különleges parapszichológiai képességgel, hanem tudományos-technikai megoldás által. A portál cikke hivatkozik egy eredeti, tudományos cikkre, melynek kicsit pontosabb és szerényebb a címe, magyarra fordítva: "Emberi alanyok között demonstrálták a közvetlen agytól-agyig kommunikációt" (Grau et al. 2014.)

Az Origo cikke is viszonylag jól elmagyarázza miről van szó, de a további mondandóm kedvéért röviden összefoglalom, hogy mi volt az a sikeres kísérlet, amelyet végrehajtottak, illetve mi a háttere ezeknek a kutatásoknak. Ezek után értelmezni fogom a kísérletet, és felvázolom, hogy a jövőben milyen kihívásokat látok a gondolatátvitel teljes megvalósítása szempontjából, és, hogy ezt lehetségesnek tartom-e.

A kísérletben egyébként nincs új technikai eszköz, az eredmény igazából azért fontos, mert első alkalommal illesztettek össze bizonyos korábbi elemeket, és demonstrálták, hogy ezek együttműködése elvben tényleg alkalmas lehet bizonyos gondolatátvitelre.

A két technológia, amelyet összekapcsoltak az EEG alapú agy-számítógép kapcsolat ("gondolatolvasás"), és az agy TMS alapú manipulációja (számítógép-agy kapcsolat). Az EEG (elektroenkefalográfia) régebbi technológia, legegyszerűbb verzióiban az agy felületéről vezetnek el elektromos jeleket, mely az agy aktivitásából vesz egy bizonyos mintát. Így keletkeznek az ismert agyhullámok. A technológia limitációja az, hogy az agy felületéről vezetnek csak el jeleket, és ezek általában csak nagyon vázlatos, sőt transzformált mintái az agytevékenységnek. Körülbelül, mintha egy hangyaboly szerkezetét és működését csak a felszíni minták alapján kutatnánk. Ezen tud segíteni az invazív technológia, ám az agyba való behatolásnak érthető módon más hátrányai vannak. Az EEG technológia azonban az elmúlt években tovább specializálódott és finomodott, odáig, hogy bizonyos, megfelelően felprogramozott eszközök (például számítógépek) gondolatokkal való irányítása lehetségessé vált. Egy az emberi életminőség szempontjából rendkívül fontos kutatási irány itt az orvosi informatikai, ahol is művégtagok gondolattal történő vezérlése válik lehetségessé.

A TMS (transzkraniális mágneses stimuláció) egy fordított irányú technológia. Itt mágneses stimulációval próbálják az agy működését befolyásolni, esetleg egészen konkrét jeleket, élményeket létrehozni az agyban. Ez a tudomány egy újabb fejleménye, amely az agy működésének vizsgálatát is segíti, hiszen specifikusan ingerelni, serkenteni, vagy gátolni tudnak bizonyos agyterületeket, és így lehetővé válnak olyan kísérletek, melyek azelőtt nem. Azelőtt csak körülményes megfigyelések, betegségek, balesetek során szerzett információkból lehetett az emberi agy működését vizsgálni, mivel az agyba való beavatkozás csak a kísérlet kedvéért elfogadhatatlan. Itt is felmerülnek gyógyászati alkalmazások, esetleg oktatási eszközök kifejlesztése. A TMS egyik fontos limitációja hasonló az EEG-hez: inkább csak az agy felületéhez férnek hozzá, és a kiváltott hatás specifikussága, pontossága is behatárolt. Tehát a felbontóképességben is van hiányosság.

A két technológia összekapcsolása tette azt lehetővé, hogy az EEG segítségével egy bizonyos gondolatot ki lehetett olvasni egy ember agyából, és a TMS segítségével ezt közvetíteni egy másik ember agyába. A közvetítés a gondolatnak megfelelő agyi aktivitásmintázat kiváltását jelentette, amely ebben az esetben viszonylag egyszerű volt. Az üzenet ugyanis binárisan kódolt volt. Az üzenő fél a kezének vagy lábának elképzelt mozgatásával kódolta az üzenetet. Konkrétan, ha 1-est kellett küldeni, a kezét mozgatta gondolatban, ha 0-át, akkor a lábát. Ezt az EEG-ben 90 százalék pontossággal lehetett detektálni.

A fogadó félnél pedig a látókéregben kiváltott fényfelvillanásokból kapta meg a 0 vagy 1-es információt. Látható tehát, hogy a demonstrációs példa szándékosan egyszerű, ugyanis a technológia pontatlanságai miatt csak így tudtak elfogadható eredményt elérni. Összesen még így is volt 15 százalék hiba, úgy látszik, hogy a TMS-ben is adódott még hozzá hiba az EEG hibájához. De a demonstráció sikeres volt. A 15 százaléknyi hiba redukálása nyilván nem jelent leküzdhetetlen elvi akadályt a gondolatátvitel szempontjából.

Először is, hogyan értelmezzük ezt a kísérletet? Miféle gondolatátvitel történt itt? Egész konkrétan a küldő félnél a mozgatókéregben elképzelt mozdulat lett lefordítva a fogadónál fényfelvillanásba, azaz látványba. Nem mondhatjuk tehát, hogy a küldő fél által elképzelt mozdulat került átvitelre. Ami igaz, az az, hogy a mozdulat kétféle típusa megfelelt a fényvillanás meglétének. Konkrétan tehát a mozdulatnak, mint gondolatnak, csak egy kis információmorzsáját továbbították egy egészen más gondolat részletébe, egy képi látványba, egészen máshogy kódolva.

Az emberi gondolkodásnak és leleményességnek köszönhető az, hogy ez a kevés információ elég volt ahhoz, hogy bonyolultabb gondolatokat is közvetítsenek a bináris nyelv segítségével. És ez a nyelv, mint olyan "csodája". Ám ha jobban belegondolunk, ez nem is különbözik nagyon attól, ahogy írásban vagy szóban kommunikálunk egymással. Én most például írásban kommunikálok az olvasóval. A gondolataimat a nyelvi központjaim mondatokká formálják, az elkerül az ujjamat mozgató agyterületekbe, ennek hatására én nyomkodom a laptopom billentyűit. A billentyűzetről beolvasott és dekódolt szöveg a számítógépben megfelelően tárolva lesz, és az interneten keresztül eljut az olvasóhoz (a nyomtatott verzió útját most kihagyom, analóg módon az is elmondható). Az olvasó a monitoron meglátja a megjelenő cikkemet, az a látóközpontjába kerül, ott kiértékelődik, felsőbb központok felismerik a betűket, a nyelvi központok pedig értelmezik a mondatokat. Az a gépezet, ami a kísérletben az EEG és a TMS, valamint a számítógép biztosított, azt az írásos kommunikációban a nyelvi központok, mozgató központok, látókéreg, és az internet biztosította. Röviden szólva: az írás, olvasás és a beszéd is a gondolatátvitel egy bizonyos módja.

A kísérletben szereplő gondolatátvitel csak annyiban más, hogy nem kell kinyitnunk a szánkat, nem kell ténylegesen mozgatnunk az ujjunkat, és semmilyen mozgást nem kell elvégeznünk, csak legfeljebb gondolni rá. Ez érdekes, de annyira nem hasznos. Kivételes esetekben, például rokkant embereknél ez a megoldás is rendkívül jó lehet. De egészséges embernek ez így még igazából nem is kényelmes megoldás. A kísérleti alanyoknak például a bináris kódolást és dekódolást nem is kellett a kísérletben megcsinálniuk, azt megtette nekik a számítógép. Ez is demonstrálja, hogy a gyakorlatban ez a megoldás így nem is volna használható mindennapi emberek számára, akik inkább megtanulnak az ábécé betűivel írni és olvasni, mint binárisan. A beszéd és az írás kényelmetlenségéhez képest a bináris kód megtanulása igencsak kényelmetlen lenne.

Vannak az emberi tudomány és technika történetében olyan felfedezések, amelyek egy csapásra nagyjából megoldottak egy problémát. Ilyen például a repülőgép felfedezése. A Wright fivérek (és mások) nem csak demonstrálták a repülés lehetőségét, de onnantól fogva megszületett a repülőgép paradigmája. A repülőgépek fejlesztése ugyan később még rendkívül sok technikai megoldást hozott, de alapjában véve több tízezer kilométerre majdnem ugyanazzal a technikával lehet repülni, mint pár száz méterre, csak nagyobb gép, több üzemanyag kell hozzá. A további fejlesztések még kényelmesebbé, gyorsabbá, hatékonyabbá tették a repülést, de az alacsony légtérnek nincs olyan része, ahol a Wright fivérek megoldása alapvetően ne működne.

A tudomány és technika történetében ezidáig az ilyen "egy csapásra" felfedezések domináltak, ugyanis ezek az egyszerűbb esetek. Vannak egészen más felfedezések és technológiák, amikor az első felfedezés demonstrálja azt, hogy valaminek a megvalósítása bizonyos esetben lehetséges, de ez a megoldás nem mindenhol és mindenütt működik. Erre nehezebben tudok közérthető példát mondani, mivel ezek a felfedezések a jelen és a jövő bonyolultabb technológiai vívmányai lesznek. De valószínűleg például ilyen lesz, ha lesz a rák elleni gyógymód. Valószínűleg ez nem egyetlen vegyületből, egyetlen gyógyszerből, egyetlen fajta kezelésből fog állni, hanem a rákfajtáktól függő kombinált kezelési eljárások lesznek egyre sikeresebbek. Vagy ilyen például a számítógépes fordítás. Itt is többféle megközelítés lehetséges, és nyelvenként különféle megoldásokra lehet szükség. Úgy is mondhatnám, hogy nem lehet leemelni a boltból egy minden nyelven működő algoritmust, hanem nagyon sokat kell "barkácsolni" az egyes megoldásokhoz (természetesen a boltban fogunk tudni venni kész fordítót különféle nyelvekre, de ezek esetleg nem pont ugyanazon algoritmus alapján működnek majd). Vagy ilyen a mesterséges intelligencia kutatás, ahol a különféle alkalmazásoknál különféle tanulási modellek működnek jobban. Egészen máshogy működik egy sakkautomata, mint egy rákdiagnosztika.

Mik tehát az általános gondolatátvitel nehézségei?

1. Az EEG és a TMS említett technológiai korlátai. Ám ez a kisebb nehézség, ez idővel mindenképpen fejleszthető.

2. A kísérletben demonstrált gondolattartalmak limitált volta, és az általánosításnál fellépő újabb és újabb alapvető nehézségek.

Az informatikai és neurobiológiai ismereteim alapján az csak egy kis technikai fejlődés kérdése, hogy a nullák és egyesek helyett mondjuk a látókéreg valamely rétegében megjelenő vizuális jellegű élményt átvigyék a küldő személyből a fogadó személybe. Neurobiológiai ismereteink szerint ez a látvány ugyan nem olyan lesz, mint ahogy egy képet elképzelünk, inkább annak egy nagyon furcsán kódolt, torz változata, de lehet, hogy ez a fogadó félben hasonló élményt válthat ki, hiszen az ő agyában a felsőbb rétegek ezt hasonlóan tudják értelmezni. De ez csak egyszerű, érzékszervi élményeket jelent majd.

Sokkal bonyolultabb az összetettebb fogalmak neurális kódolása. És itt botlunk bele az úgynevezett "nagymama neuron" kérdésbe. Ismereteink szerint ugyanis nem létezik nagymama neuron. A nagymama neuron az a neurobiológiai vitákban sokszor alkalmazott példa, ez egy olyan neuront jelent, amelynek aktivitása egyedül, és egyértelműen azt az információt kódolná, hogy "a nagymamát látom", vagy "a nagymamát hallom", vagy "a nagymamára gondolok". A neurobiológia jelenlegi ismeretei szerint nincs egyetlen ilyen neuron, hanem inkább lehetséges neuronok egy csoportja, amelyeknek aktivitás mintázata felelhet meg eme információknak. Na most neuronok csoportja aktivitásmintázatának átvitele már nagyon nehezen képzelhető el. Annál is inkább, mert nem tudjuk pontosan, mely neuronok ezek.

Neurológiai korrelátumnak nevezik az elme bizonyos jelenségeinek, például egy gondolatoknak agyi megfelelőjét. Azaz az agytevékenység ama részét, amely az elme jelenségének megfelel, azt reprezentálja, kódolja. Ez természetesen egy fizikalista elképzelés, de a neurobiológiában ez az elképzelés jelenleg a leggyümölcsözőbb.

A legegyszerűbb eset az, amikor egy bizonyos gondolatot, vagy információt egy neuron aktivitása kódol. Például, ha a látómező egy bizonyos pontja kék, akkor a látókéreg bizonyos rétegének bizonyos neuronja aktív. Már ez sincs egészen így, de ezt most hanyagoljuk! A neurológiai korrelátum legkevésbé specifikus verziója az, amikor csak annyit tudunk, hogy valamilyen funkcióért valamely agyterület felelős. Ez viszont nyilván nem elégséges a gondolatátvitelhez. Ennél pontosabban kell ismernünk azt az aktivitás mintázatot, amely egy gondolat neurológiai korrelátuma. Például milyen neuroncsoport pontosan milyen aktivitásmintázata felel meg neki.

A igazán élményszerű gondolatátvitelnél azonban a nagymama fogalmának átvitelénél annak kontextusa is fontos. Miről van itt szó? Filozófiai nyelven írva le a kérdést, itt a reláció funkcionalizmus elméletére hivatkoznék, amelyről már írtam. Eszerint a nagymama fogalmának élményéhez (a qualiához) hozzátartozik mind az az asszociáció, amelyet hozzágondolunk. Az arca, a hangja, esetleg valamilyen illat, emlék, bármilyen élmény. Na most, ha a küldő félben a "nagymama" valamilyen absztrakt fogalmát kódoló aktivitás mintázatot sikerül is átvinni a fogadó félbe, és ott kiváltani a nagymama fogalom hasonlóan absztrakt változatának aktivitását, akkor a fogadó megérti, hogy a küldő fél a nagymamára gondolt, de még mindig nem "érzi át" a teljes élményt, mivel az asszociációkat nem sikerült átküldeni. Ez a limitáció természetesen a szóbeli és szöveges kommunikációt is megköti, de a gondolatátviteltől esetleg pont azt várnánk el, hogy többet tudjon, hogy ezt is tudja. Márpedig ez azt jelenti, hogy a nagymama neuroncsoportot igen tágra kell venni.

Tovább nehezíti a dolgot, hogy az, hogy mely neuronok milyen aktivitásmintázata az, ami a nagymamát jelenti – akár csak a nagymama absztrakt fogalmát, mindenféle élmény nélkül - az valószínűleg egyénenként változik. Így tehát ha a küldő személynél tudjuk is, hogy mely neuronok ezek, egy a fogadó személynél ez nem így van. Ez pedig azt jelenti, hogy ha nagyon sok év kutatás után sikerül egy személy gondolatvilágának neurális korrelátumait feltérképezni, és erre a személyre mint küldő személyre működik a gondolatkiolvasás, a fogadó személynél ezt megint meg kell csinálni. Továbbá meg kell csinálni minden egyes küldő és fogadó személyre külön-külön.

Egy köztes megoldás lehetne az, hogy minden gondolatátviteli eszköz először egy általános beállítással kerülne forgalomba, majd a használója specialitásaira rátanul. Ezt online tanulásnak nevezik, a gyári beállítást létrehozó offline tanulással szemben. Hasonló problémák jelentkeznek például a beszédfelismerésnél, ahol az egyedi beszélők hanghordozására, hangszínére nem lehet előre felkészíteni a számítógépet - vagy más eszközt - ezért egy általánosan beállított eszközt adnak el. Az egyedi beszélőre hangolt beszédfelismerést beszélőfüggő (speaker-dependent) beszédfelismerésnek nevezik, míg az általános megoldást beszélőfüggetlen (speaker-independent) beszédfelismerésnek. Kézenfekvően, a felhasználóra szabott beszélő függő beszédfelismerés csak a készülék használata közben, online kezdhet el működni, és tanulni. Egyelőre kevés sikerrel alkalmazzák ezt, mert a számítógépes tanulás szempontjából ugyan működő eljárások kényelmetlenek a felhasználónak.

Azért ugyanis, mert ha egy bizonyos termék a gyári beállításokkal nem működik elég jól, akkor kevés felhasználó veszi a fáradságot ahhoz, hogy tanítgassa azt. A legtöbb felhasználó nem fizetne egy olyan termékért, amely megvételkor még pocsék, és nagyon sokat kell vesződni vele ahhoz, hogy végre ráhangolódjon az adott személyre. Márpedig a neurobiológiai tudásom szerint azt gondolom, hogy a kicsit is komplexebb emberi gondolatok agyi kódolása sokkal jelentősebben különbözik, mint a különféle, azonos nyelven beszélő emberek hangbeli kódolása (értsd a kimondott szó hangzása). A gondolatátvitelben tehát sokkal jelentősebb a személy-függőség, mint a beszédfelismerésben. Emiatt a gondolatátvitelben a személyre szabott tanulás még nagyobb problémát jelent, még nagyobb szerepet kell, hogy kapjon, ami viszont a fentebb bemutatott akadályokba ütközik.

Ha valamikor a tudománynak mégis sikerül összehozni a gondolatátvitel egy olyan megvalósítását, amely tényleg eladható terméket jelent, amely tényleg használható, és tényleg felveszi a versenyt a gondolatátvitel hagyományos formáival, mint a beszéddel és az írással, akkor az egy hosszú kutatási és fejlesztői folyamat eredményei lesznek, ahol az EEG és TMS technológiát is tovább fejlesztik, vagy jobb eszközökkel váltják ki, ahol a gondolatok neurális kódolásának igen hatékony off-line tanulási módját fejlesztik ki, és ahol valamilyen zseniális ötlettel megvalósítják azt, hogy a személyre szabott, online tanulás ne legyen zavaró, hanem kényelmes legyen. Ez az informatikai kutatás nagy kihívása lesz, és meg kell jegyeznem, hogy a mesterséges intelligencia kutatás egy meglepő mellékága.