Image
19.1.2019 4 Comments

Neurolinkové rozhrania prepojenie počítača s mozgom

Idea ovládať svet okolo seba čistou myšlienkou je stará ako ľudstvo samo. Ešte donedávna šlo len o sny, ale s masívnym pokrokom v technológiách i vo vedeckom poznaní tieto sny dostávajú čoraz hmatateľnejšie obrysy. Ako súčasný vývoj ovplyvní budúcnosť ľudstva?

Priame ovládanie počítačov myšlienkou je ideálna forma používateľského rozhrania. Aj keď na prvý pohľad to môže pôsobiť ako fantázia či mágia, v skutočnosti ide o celkom serióznu vetvu vývoja, známu pod skratkou BCI (Brain – computer interface).

V prvej polovici nášho článku sme sa po­drobne pozreli na to, v akom stave sú tieto technológie dnes a aké úžasné pokroky dosiahli v posledných rokoch. Predstavili sme, na akom princípe tieto rozhrania naozaj fungujú a aké majú limity, pričom sme vysvetlili aj to, prečo tieto limity vlastne existujú a čím sú spôsobené. Namiesto fantázií a túžob vám teda bola prezentovaná tvrdá realita bez popularizačných prikrášľovaní.

V druhej časti sa pozrieme na blízku a vzdialenejšiu budúcnosť. Súčasný reálny stav vývoja nám úspešne ukazuje to, že v dohľadnej budúcnosti budeme môcť vytvoriť neurolinkové rozhranie, ktoré nám umožní ovládať stroje myšlienkami ľahko a rýchlo. No tu sa to rozhodne končiť nebude. Idea pokročilých BCI nám totiž ­potenciálne umožňuje vyvolať aj obrovský evolučný skok, ktorý môže byť nielen jediná cesta, ako prežiť príchod silnej/univerzálnej umelej inteligencie, ale otvára dvere aj k praktickej nesmrteľnosti.

Tu sa, pravdaže, dostávame už k dohadom i túžbam. Predpovedať budúcnosť je vždy ťažké, pretože na výsledok vplývajú premenné, ktoré ešte neexistujú. No znalosti z prvej polovice článku vám umožnia nahliadnuť do témy skutočne s rozumom, vďaka čomu uvidíte problematiku v reálnom svetle.

Ako vývoj urýchliť tak, aby sme sa do cieľa dostali čo najskôr

Dvere, ktoré sa nám v súvislosti s pokročilými neurolinkovými rozhraniami otvárajú, dnes mimoriadne dobre vidieť na stále relatívne čerstvej spoločnosti Elona Muska, nazvanej Neuralink (vznikla v roku 2016 a po prvýkrát sme sa o nej dozvedeli v roku 2017). Spomenutie tejto firmy sa môže zdať na prvý pohľad zvláštne, pretože doposiaľ sme sa v článku venovali len špičkovým vedeckým a výskumným tímom, ktoré vytvorili dnes najlepšie BCI, zatiaľ čo Neuralink ešte nevyvinul nič.


Unikátny model Muskových firiem

Táto firma je však veľmi dôležitá z dôvodu unikátneho konceptu, ktorý je pre Muskove firmy typický. Ich úlohou je vytvoriť iskru, ktorá rozbehne industriálny motor ľudstva v nejakej konkrétnej oblasti. Na grafe môžete vidieť koncept toho, ako tieto unikátne firmy fungujú. Na začiatku stojí aktuálny stav vývoja v rámci nejakého odboru a špecifický sen, ktorý chceme dosiahnuť. Typicky chceme to, aby ľudstvo malo dobrú budúcnosť, pričom konkrétny typ udalosti a ľudskej snahy pravdepodobnosť dobrej budúcnosti zvýši. Mali by sme teda tento cieľ rýchlo nasledovať. Lenže to býva neľahké. Celosvetové zmeny sa dejú rýchlo iba v prípade, že na nich kolektívne pracuje celá ľudská mašinéria, a nie iba jedna firma či človek. Ľudská kolektívna mašinéria však bude rýchlo sledovať konkrétny cieľ iba v prípade, že je ekonomicky žiadaný. Ak to tak nie je, všetko je pomalé a neefektívne.

Pozrite sa na to, ako táto mechanika funguje v Muskovej spoločnosti Tesla. Bežnému človeku by sa mohlo zdať, že ide len o firmu vyrábajúcu elektrické autá a to je všetko. Lenže to vidíte len časť celej skladačky. Žiadaný stav je, aby sa budúcnosť ľudstva zlepšila. Jeden z prostriedkov je to, aby sa zabránilo environmentálnej katastrofe. Čím by sme to dosiahli? Tým, že sa prerod našej dopravy čo najskôr preorientuje smerom k obnoviteľným zdrojom namiesto fosílnych palív. Tento cieľ však nesplní len jedna firma. O to sa musí snažiť celá ľudská mašinéria, čo je v tomto prípade automobilový priemysel. Ako ho k tejto zmene donútiť? Iskrou. Ako ju vytvoriť? Tak, že nájdeme udržateľný ekonomický model, ktorý jej vývoj zaplatí. V prípade Tesly začíname s tým, že všetci jazdíme v autách so spaľovacími motormi. Udržateľný a obyčajný obchodný model je teda vyrábať a predávať ľuďom autá. Takúto firmu preto vytvoríme a následne jej biznis použijeme na financovanie inovácie. V tomto prípade ide o druh lákavého auta s Li-Ion batériou a stavbu masívnych batériových fabrík, ktoré poženú cenu batérií rapídne dole. Výsledkom je vytvorenie iskry – populárneho a cenovo dostupného elektrického auta. Existencia tohto auta/iskry naštartuje zmenu v priemysle, pretože s rastom dopytu po týchto autách rastie aj snaha ich vyrábať. A ak sa ich vyrába viac, ich cena klesá, až sa napokon stávajú ekonomicky výhodnejšími ako spaľovacie autá. Výsledkom je kompletný prerod, keď tieto autá vyrába nielen Tesla, ale každá automobilka, pretože nerobiť to by bola cesta k bankrotu.

Súčasný trend narastania kapacity Li-Ion batérií a rapídny pokles ich ceny spôsobí to, že priemerné elektrické vozidlo prerazí hranicu ceny priemerného spaľovacieho vozidla v roku 2025. To vyvolá masívny zlom v nákupoch a ďalší nárast výroby a pokles ceny, pričom môžeme očakávať, že v roku 2030 už elektrické auto nebude mierne, ale výrazne lacnejšie ako spaľovacie. To spôsobí obrovskú generačnú výmenu a vzhľadom na životnosť vozidiel môžeme očakávať, že do roku 2040 bude väčšina áut na cestách elektrických. Nejde o sen a ani o pomätené predstavy. Ide o holý fakt, vyplývajúci z poklesu ceny za posledné roky. O výmene nerozhodne environmentálny faktor, ale krutá ruka ekonomiky. Vplyv Tesly a jej iskry pritom tento prerod urýchlil o niekoľko desaťročí, možno aj o viac ako polstoročie.

Tento istý koncept využíva aj druhá Muskova firma SpaceX, ktorá sa zaoberá vývojom lacných a znovu použiteľných samonávratných raketových nosičov, čo môžete vidieť v grafe. A rovnako je koncipovaná aj nová firma Neuralink, ktorá sa o túto zmenu pokúsi v rámci odvetvia BCI.

Hľadanie iskry, ktorá zažne oheň rapídneho vývoja BCI

Čo sú teda v rámci Neuralinku časti skladačky? Čo je udržateľný biznis, ktorý bude financovať inovácie, a čo je výsledná iskra, ktorá naštartuje motor celosvetového priemyslu? A čo je vlastne finálny cieľ, ktorý nám zabezpečí lepšiu budúcnosť, ktorú tu chceme mať čo najskôr?


Prevádzkovateľom ENIACu by sa idea smartfónu vo vrecku zdala rovnako neskutočná ako nám idea miniatúrnej neurónovej tkaniny na mozgu

V tomto prípade si treba uvedomiť, že priemysel, v ktorom zážih chceme vykonať, ešte neexistuje. Očakáva sa, že ho nejaký konkrétny zážih vytvorí, podobne ako parný stroj bol iskrou na zrod celej industriálnej revolúcie, zatiaľ čo tranzistor či integrované obvody zas naštartovali počítačovú revolúciu. V súčasnosti sa v rámci BCI nachádzame zhruba tam, kde bol vývoj počítačov v 50. rokoch minulého storočia. Mali sme sálové počítače ako ENIAC, ktoré zaberali celú miestnosť, napájala ich prakticky samostatná elektráreň a boli plné elektrónok, relé a diernych štítkov. Počítačový priemysel vtedy skrátka neexistoval. Nemyslíme tým len odbor vývoja CPU, GPU, RAM či NAND flash (všetky sa skladajú z tranzistorov), máme na mysli aj celý softvérový priemysel, ktorý vytvára nekonečný zástup programov, hier a iných prvkov, ako aj nadväzujúce trhy vrátane celého komplexu okolo internetu, webu, e-shopov, komunikátorov a dokonca aj youtuberov. Priemysel živiaci súčasnú počítačovú éru je skrátka masívne rozvetvený.

A takto sa môže rozvetviť aj priemysel okolo BCI, pričom dnes o jeho budúcom rozsahu nemáme ani potuchy, podobne ako o budúcom počítačovom priemysle nemali pred 80 rokmi predstavu stavitelia sálového počítača ENIAC. Keby sme dnešný stav považovali za cieľ počítačovej éry, teda to, že každý človek má vo vrecku milióny ráz výkonnejší počítač ako ENIAC a denne ho využíva na komunikáciu, zábavu, zaznamenávanie i prezeranie multimédií a takisto na pripojenie k ľudskej studnici vedomostí, ako by vyzeral cieľ neurolinkovej éry?

Je ním svet, v ktorom masívny priemysel vytvára stále lepšie a pokročilejšie BCI a služby okolo nich pre všetkých ľudí na Zemi. V tejto ére sú neurolinkové rozhrania také pokročilé, že nám umožňujú detailne monitorovať prakticky všetky neuróny v našom mozgu a môžu s nimi spätne interagovať. Vo výsledku ide o éru, v ktorej by sme naše stroje neovládali rukami, hlasom, ale rovno myšlienkou, pričom predstava je taká, že by tieto rozhrania prebrali aj rolu priamej komunikácie medzi ľuďmi. Možností je, pravdaže, oveľa viac, k čomu sa dostaneme už o chvíľku, ale v základe ide o dobrý náčrt celkovej idey.


Pod tromi vrstvami kože a hrubou lebečnou kosťou nie je priamo mozog. Ten je zabalený v troch rozličných obaloch, pričom neurónová tkanina sa môže stať štvrtou.

Ak ste fanúšikom vedecko-fantastickej literatúry, možno si takéto mechanizmy vybavíte v súvislosti s knižnou sériou The Culture od škótskeho spisovateľa Iaina Banksa. V nej sa vyskytuje špecializovaná neurónová tkanina (neural lace), implantovaná do mozgu, pričom ju ako príklad často používa aj sám Elon Musk. Je to pomerne logická podoba pokročilého BCI, pretože takáto neurónová tkanina by de facto fungovala ako interná čiapka nášho mozgu priamo v lebke, ktorej prítomnosť by sme nevnímali. Náš mozog nie je v lebke len tak naholo, ako ho poznáme z obrázkov a fotografií, ale je zabalený v troch vrstvách membrán/plen v podobe tvrdej pleny, pavúčnice a cievnatky, pričom neurónová tkanina by tak bola „len“ ďalšou takouto vrstvou. Dokázala by pritom monitorovať neuróny bez toho, aby im prekážala, podobne ako dnes každý jeden pixel displeja obsahuje tranzistor, ktorý je taký malý, že ho nevidíme, a to aj napriek tomu, že stojí svetlu pixela v ceste.

Ako sa k tejto vysnenej ére čo najrýchlejšie dostať? Žiadaným katalyzátorom odvetvia by bolo pokročilé rozhranie BCI, ktoré by sme dokázali skokovo zlepšovať. Potrebujeme teda vývojový mechanizmus podobný vývoju tranzistorov, ktoré za posledné dekády skokovo zmenšujeme, čím zvyšujeme ich počty v čipe. Kľúčová inovácia v rámci BCI je dostupný bandwidth, teda dátový tok. V prvej časti článku ste sa dozvedeli, že v tejto oblasti čelíme dvom vzájomne si odporujúcim prvkom. Musíme si vybrať buď vysoké rozlíšenie skenovania (teda to, čo robí jeden neurón alebo relatívne malá skupina neurónov súčasne), alebo objem skenovania (akú veľkú časť mozgu dokážeme počúvať naraz). Čím väčšiu časť mozgu chceme počúvať (prípadne celý), tým hrubšie sú naše odpočúvacie zariadenia. Namiesto spínania jednotlivých neurónov tak počúvame už len hromadné spínanie miliónov či miliárd neurónov naraz. 

Priame detailné počúvanie konkrétnych neurónov zvládame len v pár kusoch, pričom súčasné maximum je zhruba 500. Problémom nie je počet, ale to, ako meracie elektródy k neurónom dostaneme. Keby sme chceli súčasným spôsobom sledovať všetkých 100 miliárd neurónov, mozog by bol prešpikovaný ako ihelnička a zmenil by sa na kašu. Táto situácia nápadne pripomína počiatok éry integrovaných obvodov. Prvý komerčne úspešný procesor Intel 4004 z roku 1971 obsahoval 2300 tranzistorov, vyrobených 10 000-nanometrovým procesom. Dnešné procesory ich vďaka 14 a 12 nm výrobným procesom obsahujú okolo 20 miliárd, čo je dôsledok odpozorovaného faktu vývoja (Moorovho zákona), pri ktorom sa počet tranzistorov na rovnakej ploche darilo zdvojnásobovať zhruba každých 18 mesiacov. Škálovanie progresu je veľmi dôležité. Keby sme každých 18 mesiacov prišli „iba“ na to, ako efektívne počúvať ďalších 500 neurónov, k méte 1 milióna by sme sa dostali až v roku 5018. No keby tempo vývoja pripomínalo výrobu polovodičov a počet unikátnych neurónov, ktoré sme schopní detailne počúvať, by sa každých 18 mesiacov zdvojnásoboval, k miliónovej méte by sme sa dostali už v roku 2035.

Miliónovú hranicu nespomíname náhodne. Špičkový výskumníci BCI ju totiž považujú za métu, pri ktorej BCI začnú byť veľmi efektívne a začnú zaujímať čoraz viac vývojárskych tímov. Už aj dosiahnutie méty 100 000 neurónov v rôznych špecifických častiach mozgu by bolo pomerne zlomové (treba mať na pamäti, že hovoríme o počte unikátnych neurónov, ktoré meriame, nie o hromadnom meraní takéhoto veľkého zhluku neurónov). Za posledných 50 rokov je realita progresu taká (aktuálnych 500 kusov), že počet unikátne sledovaných neurónov sa zdvojnásobí každého 7,4 roka. To neznie až tak zle, ale takýmto tempom by bola miliónová hranica dosiahnutá až na konci storočia a všetky neuróny v mozgu by sme takýmto tempom počúvali až niekedy po roku 2225. Očividne teda potrebujeme nejaký ekvivalent Moorovho zákona aj v odvetví BCI.


Model firmy Neuralink

Pohnúť sa takto rapídne vpred si vyžaduje pokrok v rámci výrazne odlišných vetiev vedy a technológie. Je nemožné nájsť jednotlivcov, ktorí by boli súčasne špičkovými neurovedcami a neurochirurgmi a zároveň aj expertmi na mikroelektroniku, polovodičovú výrobu či biokompatibilitu. Musk teda zozbieral veľké množstvo expertov z týchto oblastí a nechal ich pracovať na spoločnom projekte. Menovite ide napríklad o Paula Merolla, bývalého vedúceho čipového dizajnéra IBM, podieľajúceho sa na projekt SyNAPSE (projekt neuromorfných kognitívnych integrovaných obvodov, imitujúcich prácu neurónov, ktorý financovala DARPA), Vanessu Tolosovú, expertku na polovodičovú výrobu biokompatibilných materiálov, Tima Gardnera, profesora biológie Bostonskej univerzity, experta na neurónovú aktivitu a detekciu a rozlišovanie špecifických vzorov ich práce, či Bena Rapoporta, neurochirurga medicínskeho laboratória Cornellovej univerzity, ktorý sa podieľal na projektoch zariadení implantovaných do tela. No a, samozrejme, nechýba zástup rôznych expertov a vývojárov BCI, ako je napríklad Tim Hanson, expert na flexibilné elektródy, neurónové rozhrania a siete, Philip Sabes, špecialista na prenos senzorového vnemu z BCI/robotickej ruky späť do mozgu, či Dongjin Seo, ktorý sa v minulosti podieľal na tvorbe nových konceptov BCI, ako Neural Dust, čo sú ultrazvukové detektory mozgovej aktivity, používané namiesto klasickej elektrickej detekcie.

Z hľadiska vedeckej a odborovej diverzity tím Neuralinku v súčasnosti v rámci vývoja BCI nemá obdobu. Práve preto je tento projekt taký fascinujúci a zaujímavý, pričom špecifikom takisto je, že nie je zameraný primárne na vedecký výskum (čo bol doterajší prípad všetkých laboratórií na vývoj BCI), ale na produkovanie inžinierskych výsledkov. Ich jadro je čítať detailne čoraz viac neurónov. Ako sme sa v prvej polovici článku dozvedeli, čítanie mozgovej aktivity je viac-menej len meranie intenzity toho, kedy sa kde a ktoré neuróny spínajú, a teda toho, ako ktorá časť mozgu „hučí“. V skutočnosti nemáme ani poňatia, aké hierarchické štruktúry a komunikačný jazyk mozog vlastne používa. Prirovnali sme to k počítaču, kde by sme videli jednotlivé jednotky a nuly (zapínanie a spínanie neurónov), ale o použitom programovacom jazyku a existencii operačného systému či ovládačov by sme nemali ani potuchy. Vývojový tím Neuralinku však trvá na tom, že tento fakt nemusí byť prekážkou v pokroku. Philip Sabes sa v tejto súvislosti vyjadril, že je plne technicky možné detailne dekódovať a zaznamenať aktivitu mozgu bez ozajstného pochopenia celej dynamiky a spôsobu, ako funguje. Čítanie mozgu je skrátka inžiniersky problém, nie vedecký. Úplné pochopenie toho, aký princíp operácií mozog používa a prečo je oddelený problém neurovedcov, pričom paradoxné je, že v ňom môže pomôcť vývoj BCI. Pri detailnom čítaní a snahe spätne komunikovať sa nevyhnutne dozvieme o fungovaní mozgu viac, čo len ďalej urýchli naše poznávanie.

Základný obchodný model Neuralinku je vývoj a predaj rozhraní BCI. Zámerom je stvoriť také, čo dokáže čítať stále väčší počet ­neurónov, pričom jeho predaj špecializovaným výskumným tímom a firmám bude následne živiť aj jeho vývoj. Tu vidieť podobnosť so SpaceX, kde je takisto vývoj stále pokročilejších a lepších návratných nosičov financovaný tým, že tieto rakety už dnes komerčne vynášajú družice na obežnú dráhu. Ekvivalentom v rámci Neuralinku je vývoj „mikrometrového zariadenia“ (ako ho označujú vývojári), ktoré by sprvu slúžilo pacientom s vážnymi poškodeniami mozgu a pohybového ústrojenstva. Prvé oznámenie chystaného produktu môžeme očakávať v nasledujúcich mesiacoch a jeho dostupnosť na trhu zhruba v rokoch 2020 až 2021.


V ére pokročilých neurónových rozhraní bude možné spomienku vyvolať aj z externého úložiska s dokonalým vizuálnym záznamom, čo pekne ukazuje tretí diel antologického seriálu Black Mirror (The Entire History of You)

Nejde však iba o vývoj tkaniny či iného BCI, ktoré dokáže detailne neuróny čítať a interagovať s nimi. Prekážkou v ceste za neurolinkovou érou je aj spôsob implantácie. Operácia s otvorením lebky a implantovaním je časovo náročná činnosť a počet neurochirurgov je primalý na to, aby mohli vykonať operáciu na každom človeku na Zemi. V budúcnosti bude preto nevyhnutné, aby sa proces  dal zautomatizovať. Ďalší problém je nutnosť bezdrôtovej komunikácie, pretože pokročilé systémy rozhodne nebudú môcť vyzerať tak ako dnes, keď ich napájame kabelážou trčiacou z lebky. Neurónová tkanina bude musieť byť schopná vlastného napájania a komunikácie, čo si vyžaduje zosilňovače, analógovo-digitálne konvertory, antény a podobne. Všetko musí byť také malé, aby sa to do hlavy bez problémov zmestilo, a zároveň biokompatibilné, aby na rozhranie nezaútočil imunitný systém ako na cudzie teleso. A v neposlednom rade musí takisto vydržať v prevádzke roky, ideálne desaťročia.

Očividne je pred nami kus cesty. Potenciálna neurónová tkanina bude musieť pripomínať skutočné biologické mechanizmy, ktoré budú neuróny počúvať aj stimulovať mechanicky, elektricky i chemicky. Ak sa toto podarí a jedného dňa vyvinieme neurolinkové rozhranie s vysokým dátovým tokom a plným rozlíšením, fungujúce dlhodobo oboma smermi, čo by to znamenalo pre ľudstvo?

Život v ére neurónovej tkaniny a zázračného klobúka

Vytvorenie nového priemyslu v rámci vývoja celomozgových neurónových rozhraní bude revolúciou, ktorá ľudstvo zasiahne vo všetkých oblastiach. Či už pôjde o neurónovú tkaninu, alebo iný koncept BCI, výsledok sa bude dať označiť ako „zázračný klobúk“ (i keď ho budeme mať v hlave, nie na hlave). Pôjde o neurónové rozhranie také komplexné, s takým vysokým dátovým tokom a také prirodzené a bezproblémové, že ho budeme cítiť ako vlastné. Bezdrôtové napojenie na počítač, respektíve výpočtový cloudový systém nám umožní nielen pokročilo komunikovať s počítačom, ale aj s inými ľuďmi, ktorí takéto rozhranie majú. Komunikácia pritom bude taká priama a jednoduchá ako tok myšlienok v našej hlave.


Predpoveď z roku 1910 znázorňujúca budúci videohovor v roku 2000. V podstate je správna, ale pekne znázorňuje to, ako bývajú predpovede založené na aktuálnych reáliách.

Dnes, samozrejme, nevieme, aký je časový horizont týchto zmien. Čo je dosiahnuteľné za 30 rokov a čo až za 50, 80 či viac. Lenže šípka vývoja, ktorá sa v tejto oblasti rysuje, sa zdá nevyvrátiteľná. Mnoho vecí si dnes nepochybne predstavujeme naivne a očami dnešnej doby. Ako ukážka môže slúžiť obrázok z roku 1910, na ktorom sa predpovedalo, ako bude v roku 2000 vyzerať videotelefonovanie. Predpoveď je v základe správna. V súčasnosti naozaj často komunikujeme videom, na­príklad cez Skype. Vidieť však, že predpoveď používa vtedajšie reálie, ako mikrofóny a reproduktory fungovali, a to, že televízor či iný druh displeja skrátka ešte neexistoval. Takto mimo budú nepochybne aj naše predpovede a predstavy o pokročilej ére BCI, ale základná myšlienka bude takisto zrejme správna.

Čo sa teda takmer určite stane v ére pokročilých neurolinkových rozhraní? Napríklad to, že autonómne auto či iný dopravný pro­striedok zastaví pred vašimi dverami, dvere sa otvoria, vy nastúpite a následne vystúpite v cieli bez toho, aby ste čokoľvek robili rukami či povedali slovo. Dvere sa otvoria, pretože budete chcieť, aby sa otvorili. Auto vyrazí na konkrétne miesto, pretože budete chcieť ísť na dané miesto. Nebude to pritom výhradne tak, že budete myšlienkou niečo výslovne prikazovať. Ak chcete pohnúť svojou rukou, nehovoríte si v duchu „ruka, pohni sa o 10 cm doľava a otoč zápästím“. Pohyb sa skrátka stane. Komunikačné rozhranie, ktoré využíva váš mozog na ovládanie vášho tela, je rýchle, priame a bezprostredné. A takto budeme jedného dňa ovládať aj stroje okolo nás. Tak ako vaše ruky dnes pripravujú kávu, bude ju môcť pripravovať na mozgový signál váš kávovar. Tak ako dnes potme vojdete do svojej izby a bezmyšlienkovite rukou ťuknete do vypínača svetla alebo stlačíte kľučku dverí, jedného dňa budú ľudia bezmyšlienkovite odomykať bez pohybu dvere, zažnú svetlo či zastrú roletu. Tieto činnosti nebudú vyžadovať veľkú snahu. Budú automatické. Vaše oči práve teraz sledujú tento riadok, ale vy ich vedome neposúvate. Vaše časti tela a v budúcnosti aj stroje okolo skrátka priamo a plynule reagujú. Z dnešného pohľadu by človek používajúci pokročilé neurónové rozhranie vyzeral ako kúzelník a telepat, pretože veci okolo neho by robili presne to, čo chce, ale takto dnes pôsobíme aj my, keby sa na nás pozeral človek spred niekoľkých storočí či dokonca tisícročí. 

Takáto pokročilá „mechanická“ komunikácia sa nevyhnutne prevtelí aj do kreatívnej činnosti. Hrať na klavíri melódiu, kresliť komiks alebo technický výkres bude možné priamo myšlienkou. Tú počítač transformuje rovno na dáta, tak ako dnes transformuje vami vykonávaný pohyb myši či pera. S počítačom budete môcť takisto komunikovať myšlienkou tam a späť a budete s ním môcť vymyslieť napríklad stratégiu či ho požiadať o asistenciu. To vám umožní napríklad stvoriť animáciu či iný pokročilý výstup, pričom počítač budete len myšlienkou presne navigovať podľa svojich predstáv. Nebudete kresliť teda vy, ale on, podobne ako dnes môžete vy inštruovať ilustrátora, čo chcete nakresliť, bez toho, aby ste vy dokázali kresliť. Dnes používate na opis jazyk, do ktorého sa vám svoju myšlienku nie vždy podarí presne konvertovať (z jazyka ju následne navyše treba aj správne dekomprimovať do mysle cieľovej osoby), ale tento zdržujúci medzikrok budú môcť veľmi pokročilé neurónové rozhrania odstrániť. Sprvu pri komunikácii s počítačom a časom aj medzi dvoma ľuďmi s implantovanými BCI.

Ak dnes s niekým komunikujete naprí­klad textovou správou, transportujete svoju myšlienku na text, odošlete ju sieťou a cieľová osoba text prevedie na myšlienku. Takto v úvode môže fungovať aj BCI, pričom medzičlánok v podobe písania či reči skrátka prestane existovať. Text si vizualizujete priamo v hlave. Túto ideu však možno posúvať. Napríklad vetu, ktorú práve čítate, si môžete zapamätať, odvrátiť zrak a znovu si ju vybaviť. Lenže pri tom si nevybavujete čierny text na bielom pozadí a nečítate ho znovu. Vybavujete si len danú myšlienku z textu. A takto jedného dňa môže fungovať komunikácia BCI medzi dvoma ľuďmi. Význam sa skrátka vo vašej hlave len zjaví bez toho, aby ste ho videli alebo počuli. Budete ho skrátka len mať a vedieť. Ako ľahšie by sa pracovalo rôznym návrhárom, technikom či pokojne aj učiteľom, keby vedeli pretlmočiť do iných hláv svoju myšlienku úplne presne? O koľko lepší by bol opis zážitku, keby ste ho namiesto slov vyjadrili prenosom myšlienky či rovno pocitu?

Tento koncept sa dá rozvíjať ešte ďalej a v ére superpokročilých neurónových tkanív bude nepochybne možný aj transport zážitku. Niekto je na Mount Evereste či na Mesiaci? Prečo pozerať video, keď môžete transportovať prečítaný vzruch neurónov a replikovať ho vo svojej hlave. Pokročilá neurónová tkanina bude môcť stimulovať všetky vaše zmyslové vnemy tak ako vaše orgány. Vo všetkých prípadoch totiž ide len o prácu neurónov reagujúcich na konkrétny vstup. Nič viac. Živé vysielanie bude mať v ére pokročilých neurónových rozhraní celkom iný nádych. Pokročilý dátový vstup do vašej hlavy bude môcť vkladať aj počítač. Prečo by vám mal ukazovať niečo na displeji, keď neurónová tkanina môže stimulovať špecifické vizuálne centrum mozgu, tak ako to robia oči a uši?

Tento fakt naštartuje aj masívny zážitkový priemysel. Ste chorí, starí, nemohúci alebo skrátka len nemajetní? To nič, za pár eur či centov aj pri ležaní v posteli môžete zažiť kúpanie v alpskom jazere či v Karibiku, prípadne hojdanie na liane v džungli. Nie ako myšlienku, ale ako dokonalý senzorový vstup, ktorý vo vašom mozgu bežne vyvolávajú vaše oči, uši a iné senzorové orgány. Netreba si však predstavovať, že to je niečo, čo zažije len najväčší boháč. Pred storočiami platilo, že to, čo ste sami nezažili, sa vám nestalo. Mohli ste získať len hmlistú predstavu, keď vám zážitok niekto opisoval. Dnes to však neplatí a všetko môžete vidieť na detailných obrázkoch či v úžasných videách z YouTube. Ste obyčajný človek a pritom viete, ako vyzerajú všetky končiny sveta. Viete, ako vyzerá Antarktída, Sahara i džungľa. Videli ste prakticky všetky druhy zvierat sveta a za posledný rok ste počuli viac hudby než všetci ľudia na svete v roku 1500 za celý svoj život. A takto by sa dalo pokračovať donekonečna. Vďaka neurónovým rozhraniam bude v budúcnosti aj bežný človek môcť zažiť viac než tisíce aj tých najbohatších ľudí dnes.

Éra veľkého biologicko-digitálneho zlúčenia

Táto zmena, pravdaže, nenastane náhle a hneď. Bude plynulá tak ako pri všetkom doterajšom pokroku a pre osoby, ktoré ju zažijú, bude celkom prirodzená a normálna. Podobne ako bol normálny nástup počítačov do našich životov za posledné desaťročia. Ako budú stále dokonalejšie BCI slúžiť postihnutím ľudom čoraz lepšie, budú sa využívať v čoraz väčšom množstve úloh a napokon u čoraz väčšej skupiny ľudí. Jedného dňa neurónovú tkaninu či iný systém BCI môžu mať v hlave všetci z jednoduchého dôvodu zhoršovania našich kognitívnych a zmyslových vlastností vplyvom narastajúceho veku a nebude to o nič čudnejšie ako to, že dnes majú všetci ľudia v hlave (v ústach) cudzie objekty v podobe plomb, mostíkov, koruniek či celých protéz.

Zamyslite sa však teraz nad tým, čo vlastne pokročilá neurónová tkanina znamená z evolučného hľadiska. V základe tu dopĺňame mozog o novú nadstavbu, schopnú plne a plynule komunikovať s vrstvami pod ňou. To je paradoxne v evolúcii úplne bežná prax. Aj keď sa vám možno zdá, že naše vedomie generuje nejaký celistvý, čisto ľudský mozog, realita je omnoho komplexnejšia. Evolúcia nie je inžinier, ktorý zahodí starú vec a nahradí ju novou a lepšou, keď to treba. Evolúcia funguje postupnou modifikáciou existujúcich prvkov a mechanizmov, selektovaných prirodzeným výberom. Túto históriu môžeme vidieť aj na našom mozgu, čo dobre reprezentuje schéma.


Ľudský mozog nesie v sebe svoju evolučnú históriu a jeho tri hlavné generácie spolu kooperujú. Onedlho sa k nim môže pridať aj štvrtá, digitálna.

Náš mozog sa v základe skladá z troch historických vrstiev. Najvnútornejšia časť je mozgový kmeň a mozoček. Tento orgán evolúcia vyvinula pred stovkami miliónov rokov v ére plazov, v čase, keď neexistovali ľudia a dokonca ani cicavce. Ide viac-menej o jašteričí mozog. Keby ste túto časť porovnali s celým mozgom žaby, videli by ste, že sa podobajú ako vajce vajcu. Každú činnosť, ktorú nám táto časť mozgu umožňuje, umožňuje aj plazom. Kontroluje veci ako bitie srdca, dýchanie, vylučovanie, prehĺtanie, prežúvanie a takisto vyvolá dáviaci reflex pri podráždení krku či žalúdka. Má na starosti aj veľkú časť motorických funkcií, kontroluje náš postoj a takisto veci súvisiace s videním, počutím a inými zmyslami. Skrátka všetko, vďaka čomu jašterica, žaba či podobný tvor môže žiť. Neskoršie druhy, ktoré sa z plazov pôvodne vyvinuli (vrátane cicavcov a z nich vyvinutých primátov), si tieto prvky udržali.

Nad týmto mozgom sa nachádza modernejšia nadstavba – limbický systém. Tento „sekundárny“ mozog sa vyvinul pri evolučnom oddeľovaní cicavcov, pričom nám dáva tie funkcie, ktoré vidíte v celej našej cicavčej rodine. Ak práve robíte niečo, čo by mohol robiť aj váš pes, mačka alebo opička v džugli, táto časť mozgu je v akcii. Ak máte radosť, ste smutní, vystrašení, utekáte preč od nebezpečenstva, pravdepodobne drží „volant“ táto časť mozgu. Je pôvodcom depresie, hnevu, zášti,  skrátka všetkých našich emócií. Je zdrojom všetkej našej zvieracej túžby, i keď je to len časť jeho celej roly (okrem iného je dôležitým prvkom aj pri formovaní spomienok). No a napokon je tu najvrchnejšia a najnovšia nadstavba mozgu kortex, ­skladajúci sa z neokortexu a ďalších častí. Táto časť nám umožňuje racionálne uvažovať, ­používať jazyk, tvoriť nástroje a hľadať aj veľmi ­komplexné vzory. Je to časť mozgu, ktorá sa dokáže sama pomenovať. Časť, ktorú, ľudovo povedané, považujeme za „rozum“. Stále je to však len nadstavba. Nedáva nám len nové možnosti, ale preberá, doplňuje a zlepšuje aj tie, o ktoré sa starajú evolučne staršie časti mozgu.

Úplné a plynulé neurónové rozhranie, napojené na výpočtový systém a naše stroje, by mohlo fungovať ako celkom nová, štvrtá časť mozgu. Pomyslite napríklad na pacientov s Alzheimerovou chorobou. Tí trpia okrem iného stratou spomienok, k čomu nedochádza obyčajne priamo, ale stratou „mosta“, ktorý k týmto spomienkam vedie z iných častí mozgu. Pokročilá neurónová tkanina môže tieto spojenia potenciálne nahradiť presmerovaním cez svoje štruktúry. Ako naše technológie budú napredovať, neurolinkové rozhrania môžu podobným presmerovaním či cielenou stimuláciou vyhladiť aj výskyt slepoty či hluchoty.

Pokročilé neurónové tkaniny nám nevyhnutne umožnia zmeny na samých sebe. Možno to pôsobí trochu zvláštne, ale treba si uvedomiť, že súčasná najvrchnejšia „ľudská“ rozumová časť nie je vždy ultimátny šéf. Pod ním umiestnený „zvierací“ limbický systém je vaša súčasť rovnako a má svoje slovo. Často ste pritom obeťou, pretože v mnohých prípadoch používa staré, evolučne vyvinuté mechanizmy, ktoré boli extrémne dobré pred 100 000 rokmi, ale nie dnes, v ére civilizácie. Typický príklad je prejedanie a naša pozitívna reakcia na sladké alebo inak vysoko kalorické jedlá. V divokom svete je dostupnosť potravy zvyčajne výsledok neprestajnej snahy a často je to jediné, čo živý tvor vlastne robí. Naša rozumová časť v podobe najvyššieho kortexu dobre vie, že nemôžeme zjesť ľahko dostupné kilo sladkostí, pretože to bude viesť k žalúdočným problémom, obezite či napríklad výčitkám alebo k utrateným peniazom. Starší limbický systém však o týchto komplexných veciach nemá ani potuchy a má v prevádzke len starý mechanizmus: „Hej, toto jedlo, čo práve ješ, je super kalorické a sladké. To je rarita, jedz ho čo najviac, koľko len vládzeš, o chvíľu nebude.“ Kortex musí limbický systém násilne presviedčať, že to nie je už žiadané, a celkom určite viete, aký je tento vnútorný boj s pokušením a nutkaním ťažký.

Stará limbická „zvieracia“ časť nášho mozgu chce pre nás len to najlepšie, ale, žiaľ, nevie, že žijeme v modernej spoločnosti. Často nás „pudovo“ núti k činnostiam, ktoré neskôr ľutujeme. Nejde pritom len o jedlo. Chce sa takisto rozmnožovať a nevie, že nevera či nechcený potomok môže mať pre vás negatívne dôsledky. Chce si neraz presadiť svoje agresivitou a silou a o zákonoch nevie nič. Vyšší kortex však vie, čo je vo veci, a musí proti týmto starým „pudom“ neustále bojovať. Nevie však limbický systém umlčať. Musí len vyhrať hádku. A v tomto nám nová štvrtá vrstva nášho mozgu v podobe digitálnej neurónovej tkaniny môže takisto pomôcť. Tak ako sme dnes schopní replikovať signál ­dotyku v tele pacienta a jeho motorického kortexu, môžeme potenciálne replikovať pocit radosti z jedenia čokolády napríklad pri jedení mrkvy či pití vody. Ideálne by bolo, keby sme mohli tento pocit skrátka na myšlienkové požiadanie kortexu vypnúť. To isté môžeme potenciálne robiť s rôznymi náladovými poruchami, závislosťou alebo bolesťou. Dnes tieto problémy zvyčajne riešime farmaceuticky, teda tak, že do nášho tela a mozgu vpravujeme konkrétne utlmujúce molekuly. Lenže manipulovanie s neurónmi môže robiť aj neurónová tkanina BCI. Jedného dňa môžeme riešiť depresiu, úzkosť, OCD či krátkodobú bolesť tak, že budeme len chcieť (kortexom), aby prestala, a neurolinkové rozhranie sa už postará okamžite o zvyšok korekciou neurónovej aktivity v limbickom systéme.


Éra možného prenosu vedomia do nového tela je výborne znázornená v novom seriáli Altered Carbon

Plynulá digitálna štvrtá vrstva s prístupom k počítaču nás pritom kognitívne výrazne zlepší. Pomyslite napríklad na to, koľko je 2 × 2. Odpoveď vám nedala žiadnu prácu. Výsledok v podobe štvorky sa vám okamžite zjavil v mysli. Pri príklade 24 × 72 sa to však už nestane. Ak chcete výsledok, musíte začať namáhavo počítať, pričom väčšina ľudí to bez pomôcky aspoň v podobe papiera a pera nezvládne. Počítač však výsledok spočíta ihneď. Dnes vám ho môže poslať „do hlavy“ zobrazením na displeji, ale v ére pokročilých BCI to bude môcť urobiť aj priamo. Výsledok 1728 by sa vám skrátka bez námahy zjavil v mysli tak ako predtým číslo 4. Ihneď. Takýmto spôsobom sa môžu objavovať aj fakty vyhľadané vyhľadávačom, teda napríklad to, ako sa volal trinásty film Stevena Spielberga. Sprvu môže byť takáto komunikácia podobná „googlovaniu myšlienkou“, pri ktorej človek sformuje otázku, položí ju a následne dostane odpoveď. Časom však môže plynulosť narastať a jedného dňa už informáciu sprostredkovanú neurónovou tkaninou budete skrátka len „vedieť“. Tak ako dnes bezmyšlienkovite odpoviete na otázku, ako sa volá vaša sestra či brat, odpoviete, že trinásty Spielbergov film bol Čeľuste. Skrátka si len „spomeniete“. Bez námahy. Informácia bola dostupná v pamäti, ale nie v tej internej, ale externej. Časom sa môže stať to, že ľudia budú externý záznam preferovať napríklad aj v súvislosti so svojimi spomienkami, pretože bude oveľa presnejší a umožní reprodukciu presných vizuálnych a zvukových vnemov.

Tento posun sa dá nepochybne chápať ako druh nového evolučného skoku. Umožní nám posunúť sa vpred rýchlosťou, akej biologická evolúcia nie je schopná. A to je prekvapivo veľmi dôležité z hľadiska aktuálneho vývoja systémov umelej inteligencie. V priebehu niekoľkých storočí a možno aj desaťročí sa takmer určite dostaneme do fázy, keď vytvoríme nové umelé vedomie, ktoré zanechá z hľadiska rozumových schopností to ľudské ďaleko za sebou. Je pritom možné, že bude ďalej akcelerovať svoj vývoj, a dnes nikto nevie, čo to bude vlastne znamenať.

Elon Musk a aj nemalé množstvo špecialistov z odboru umelej inteligencie sa nazdáva, že to môže viesť k nevyhnutnému zániku ľudstva a prakticky jediný relevantný spôsob, ako tomu zabrániť, je sa touto umelou inteligenciou vlastne stať. A to je ten ozajstný dôvod, prečo Musk založil Neuralink. Jeho úlohou je priniesť iskru do oblasti vývoja BCI, aby sme éru superpokročilých neurolinkových rozhraní zažili čo najskôr. Nie však pre pohodlie. Muskova snaha je dostať sa do tejto éry skôr, než vyvinieme všeobecnú umelú superinteligenciu, ktorá sa môže stať naším existenciálnym rizikom. Aby v čase, keď k tomu naozaj dôjde, sme mohli na­priahnuť svoje mysle a stať sa súčasťou jej akcelerujúceho vývoja. Aby sme nezostali ­odkázaní iba na svoj mozog, evolúciou vyvíjaný stovky miliónov rokov. Aby sme mohli ďalej rásť a nezostať napospas ako relikt ­starej éry.

No a jedného dňa, keď bude fungovanie mozgu pochopené kompletne, sa bude môcť naše vedomie z neho odpútať ­smerom von. Ak je totiž plne generované len fyzickým spínaním neurónov nášho mozgu, nie je dôvod to spínanie negenerovať aj niečím lepším než smrteľným a ťažko upravovateľným biologickým mecha­nizmom.

Zobrazit Galériu

Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Mohlo by Vás zaujímať

Magazín

Problémy a slabiny biometrického zabezpečenia

16.12.2018 14:48

Aktuálne sme svedkami veľkého rozširovania biometrického zabezpečenia. Či už má formou odtlačku prsta, rozpoznávania tváre, alebo skenovania očnej dúhovky, je nepochybne veľmi populárne. Problém je v ...

Magazín

Prehrávanie hudby vo vysokej kvalite aj cez bluetooth

16.12.2018 14:24

Kvalitu reprodukcie reťazca zvukových zariadení určuje najslabší prvok. V mnohých prípadoch to nie je ani prehrávač, ani zosilňovač, ani reproduktory či slúchadlá, ale kvalita hudobnej nahrávky a v pr ...

Magazín

Samsung Galaxy A9: Prvý smartfón so 4 objektívmi

16.12.2018 13:05

Po uvedení Samsungu Galaxy A7, ktorý priniesol do strednej triedy tri objektívy, sme boli zvedaví, čím prekvapí A9, najvyšší model „áčkovej“ rodiny. Na premiére v Miláne sme sa zúčastnili, takže môžem ...

q

4 Comments

  1. Prudko filozoficky clanok reakcia na: Neurolinkové rozhrania prepojenie počítača s mozgom
    21.1.2019 13:01
    Chyba mi tu nejaky sucastny stav z praktickeho hladiska.
    Naposledy pred par rokmi som zaregistroval nejake particky BCI ping-pongu a kostrbate ovladanie robotickych protez.
    Tento clanok ma informativnu hodnotu jak ked niekomu opisujes sex bez toho aby si to niekedy videl, len na zaklade toho co si pocul cez stenu :)
    Reagovať
  2. hehe reakcia na: Neurolinkové rozhrania prepojenie počítača s mozgom
    19.1.2019 19:01
    Tak Tim Urban vytvoril obrázok a Ferko Urban ho prezentuje :D
    Celkom v diskusií nakladajú, ale to je asi také slovenské....myslím si, že menej inteligentný človek by si skutočne mohol myslieť, že všetko vymyslel Ferko, ale menej inteligentný človek takýto článok nikdy čítať nebude..ale súhlasím, že zdroje by mohli byť, aspoň ako poďakovanie autorom, že to vytvorili.
    Som presvedčený, že viac, ako trištvrte textu je prosto preložená, ALE

    je mi to jedno...Ferko, chcem sa ti poďakovať za zatiaľ najlepší článok, čo som kedy v živote čítal. Každú sekundu ma nútil zamýšľať sa a vďaka komplexu, ktorý si tomu dodal, budem ešte mnoho hodín analyzovať, rozmýšľať, vymýšľať, ako by to mohlo vyzerať, pozitíva, negatíva atď...

    Napr. jedna vec mi napadla...skrz tie sny, alebo predstavy. Zoberte si príklad. dievča chlapec. Chodia spolu, 2 roky napr... čo je v detskom veku celkom dosť. potom sa rozídu, z akéhokoľvek dôvodu. Čo robíme, keď nás nechá partner ? myslíme naňho, na situácie, ktoré sme zažili, ktoré ale postupne strácajú intenzitu a my začneme "zabúdať". za pol roka, to už bude celkom v pohode a zrazu ...ho/ju stretneme na ulici a celý kolotoč sa začne znova. Mierim tam , že ak budem mať takýto prístroj, budem si vedieť predstavovať ho/ju nonstop, vlastne čo môže viesť až do úplného zbláznenia.

    Každopádne, neviem, či sa dožijeme my, čo toto čítame týchto skvelých vynálezov, som ale aspoň rád, že sledujem jeho vývoj a teším sa s akéhokoľvek nového objavu a stále hovorím vetu

    to nevymyslíš, to je život.
    Reagovať
  3. patrilo by sa uviest odkaz na zdroje reakcia na: Neurolinkové rozhrania prepojenie počítača s mozgom
    3.1.2019 12:01
    Ten obrazok s modelom firmy sa naramne podoba na ten, ktory vytvoril Tim Urban vo svojom rozsiahlom clanku o Neuralink spolocnosti:
    https://waitbutwhy.com/2017/04/neuralink.html

    Myslim, ze by bolo slusne od autora clanku uviest zdroje, z ktorych cerpal. Predsa sa patri uznat tvorbu inych a nevytvarat dojem, ze plagiatorstvo je ok ;) (ako niektori pani politici)

    Reagovať
  4. Velmi slaby... reakcia na: Neurolinkové rozhrania prepojenie počítača s mozgom
    31.12.2018 08:12
    ...pohlad na cinnost mozgu. Ten funguje ako chemicka tovaren. Vzrusenie, stastie, zufalstvo, nadsenie, zlost a pod. su chemickymi podnetmi a nie elektrickymi. To co pisete by smerovalo k robotickej spolocnosti plnej strojov bez pocitov a citenia vseobecne. Nesmrtelnost by sice mozna bola ale za aku cenu! Vyvoj spolocnosti by sa zastavil, nevznikali by nove identity len by prezivali stare. Celkovo by to smerovalo k stagnacii a upadku civilizacie.

    Docela pochmurna predstava o buducnosti ludstva... :-(
    Reagovať

Vyhľadávanie

Najnovšie videá



PC forum button