Найден ли способ читать мысли с помощью машины?

Доктор Эмметт «Док» Браун прикрепил электроды к голове Марти и подключил их к изобретённой им машине.

«Ничего не говори. Я не хочу знать твоего имени, я ничего не хочу знать о тебе. Я собираюсь прочитать твои мысли, — сказал Док юному Марти в фильме «Назад в будущее». — Ты хочешь, чтобы я оформил подписку на Saturday Evening Post?» — попытался он прочитать мысли Марти.

Чтобы продолжить читать
Премиум-статьи,
нужно всего лишь пройти простую регистрацию или оставить свой e-mail.
Отправить
Зарегистрировавшись, вы поддержите наш проект. Регистрация Вход Zugriff auf alle Premium-InhalteOhne klassische WerbungLesen Sie alle Inhalte ab sofort werbefrei und ungestörtAlle Sonderausgaben gratisJederzeit kündbarHIER INFORMIEREN

«Нет, — ответил Марти. — Так ты собираешь деньги в пользу организации „Юный спасатель“?»

Док снова ошибся. В отличие от транспортного средства, способного возвращаться в прошлое, а затем снова в будущее, изобретённая им машина для чтения мыслей потерпела полный провал. Чего нельзя до конца сказать о первоначальных попытках создать такую машину в реальном мире, вдали от фантастических фильмов. Марти зовут Саманта, она девушка из Остина, штат Техас.

Саманта (псевдоним) приехала принять участие в 16 сеансах в лабораториях Департамента исследований мозга Техасского университета. В отличие от Марти, она была подключена не к электродам 1980-х годов, а к усовершенствованному устройству fMRI, которое сканировало активность в разных областях её мозга, при этом она слушала 82 автобиографических рассказа, транслируемых по радио (по 5-6 рассказов за сеанс).

В это время система, основанная на искусственном интеллекте, разработанная исследователями, пыталась понять, как мозг Саманты работает в ответ на информацию, которую она слышит, с целью прочитать её мысли.

На следующем этапе Саманту попросили воспроизвести в своём воображении отрывки одной из прослушанных историй, рассказать их вслух, а также вспомнить идеи и концепции, которые в ней фигурировали, в то время как её мозг был просканирован устройством fMRI. На этот раз систему искусственного интеллекта попросили сделать нечто иное — угадать идеи, о которых думала Саманта, чтобы построить из них непрерывную историю.

Исследователи пишут, что системе уже много раз удавалось правильно угадать, о чём думала Саманта, но уровень точности всё ещё недостаточно высок, и они работают над её усовершенствованием.

Сканирование fMRI позволяет системе искусственного интеллекта узнавать об активности мозга в ответ на различные идеи. (JohnnyGreig/iStock/ iStock Photos)

Доктор Сэм Нэстасе, исследователь и профессор Института исследований мозга Принстонского университета, который не участвует в текущем исследовании, сказал журналу The Scientists, что такое использование fMRI для расшифровки мозговой активности «удивительно». Исследование заключается в том, что если у вас есть достаточно умная модель, она может фактически извлечь определённое количество информации из записей fMRI.

На сегодняшний день большинство попыток «читать мысли» и произносить слова исследуются на парализованных людях, потерявших способность говорить. Возможно, вы помните знаменитого британского физика Стивена Хокинга (1942–2018), у которого в 21 год уже был диагностирован ALS — заболевание, которое постепенно привело его к параличу, с которым он жил до смерти в возрасте 76 лет.

С 1980-х годов, Хокингу пришлось использовать компьютер, установленный на его инвалидном кресле, который был его «синтезатором» речи». Постукивая пальцами, а позже только движением глаз Хокинг выбирал буквы и составлял слова, которые переводились в компьютеризированный голос.

Профессор Хокинг действительно мог читать таким образом лекции перед большой аудиторией и даже писать книги и статьи, но для многих этот метод утомителен. В то время как большинство из нас может говорить со скоростью более 100 слов в минуту, многие из страдающих параличом нижних конечностей, которые были вынуждены использовать эту технологию, обычно могли произносить только десять слов в минуту. Кроме того, выбор букв движением глаз подходит не каждому парализованному.

Поэтому группа исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Франциско попыталась решить эту проблему с помощью технологии «чтения мыслей». В своём исследовании 2019 года они разработали синтезатор речи, который пытался предсказать на основе активности мозга следующее слово, которое испытуемый хотел сказать. Участниками исследования были пятеро больных эпилепсией, которым в рамках лечения заболевания в мозг ввели обширный набор электродов.

Таким образом исследователи смогли точно измерить активность нейронов в различных областях мозга в каждый момент времени. Их особенно интересовали те области, которые отвечают за обработку и воспроизведение речи, а также области, ответственные за планирование и выполнение произвольных движений, таких как движения языка и губ, которые играют центральную роль в формировании произносимых нами согласных.

Сигналы, исходящие от электродов, собирались и анализировались с помощью обучающего программного обеспечения, которое выполняло статистические расчёты, чтобы предсказать, какое слово они думали. Таким образом, исследователи смогли предвидеть следующие слова участников и даже построить законченный рассказ.

В 2021 году группа исследователей из Стэнфордского университета в США предложила более быстрый синтезатор речи, который основан не на активности мозга, связанной с речью, а на изучении активности мозга, связанной с письмом. В их исследовании участвовал один субъект 5T, который был парализован ниже шеи в результате травмы. В этом случае исследователи также использовали электроды в его мозгу, но на этот раз их интересовали области мозга, отвечающие за письмо.

Они просили испытуемого попробовать писать, как это было до травмы, и следили за мозговой активностью, возникшей в результате планирования письменных движений. Так им удалось разработать синтезатор речи, который является более чётким и немного более быстрым.

Основная проблема в таких исследованиях заключается в том, что для того, чтобы делать выводы о мыслях человека, нужны электроды в мозгу, а их вставляют только людям, страдающим определёнными заболеваниями. Электроды не вставляют здоровым людям только в целях эксперимента.

Отсюда важность нового исследования в Техасском университете, в котором изучались Саманта и два других участника. Исследование было первым, в котором удалось достичь определённого уровня чтения мыслей без инвазивных средств.

Как объясняют исследователи в своей статье, это совершенно другой подход. В то время как электроды способны различать электрическую активность нейронов — какие нейроны срабатывают в каждый момент времени, устройство fMRI отслеживает приток крови к различным областям мозга и отображает в каждый момент, какие области мозга активны, а какие менее.

Проблема в том, что такие изменения характеристик кровотока в разных областях мозга происходят относительно медленно. Если скорость активности нейронов измеряется в миллисекундах, то обнаружить с помощью fMRI изменения характеристик кровотока в головном мозге составляет порядка десяти секунд.

Поскольку на английском языке, на котором проводился эксперимент, людям обычно достаточно произносить примерно два слова в секунду, то на каждое fMRI изображение влияет примерно 20 разных слов, поэтому исследователи объясняют, что они способны расшифровывать только общие идеи, о чём думает субъект, но не конкретные слова, которые субъект собирается сказать, или конкретная формулировка, которую он придумал.

Система искусственного интеллекта GPT, на которой исследователи основывали обработку речи, уже известна на рынке. Она использует существующий текст и добавляет к нему подходящее следующее слово. Аналогичным образом система предсказания мыслей, разработанная исследователями из Техасского университета, основывается на предыдущих мыслях испытуемого и на их основе предсказывает, каким будет следующее слово, и какой будет активность в его мозге позже в рассказе — какие мысли придут к нему позже.

Система угадывает ряд различных возможностей, о которых может думать субъект, и для каждой такой возможности создаёт подходящее изображение мозговой активности, которое будет получено при fMRI-сканировании.

Чтобы определить, какая из всех возможностей, предсказанных системой, является той, о которой субъект действительно думает, система всё это время продолжает также собирать данные с устройства fMRI. Таким образом она может сравнить изображение, полученное с устройства визуализации (fMRI), с теми же вариантами, которые она создала ранее. В итоге изображение, больше всего совпадающее с изображением, полученным при сканировании мозга, определяет для исследователей слово, о котором в данный момент думает субъект.

Поскольку технология, которую исследуют в Техасе, относительно медленная, на данный момент нет опасности того, что наши мысли будут раскрыты или доступны такой системе, если она будет установлена где-либо. Кто захочет установить подобную систему, должен будет выделить 16 часов на знакомство с мозгом определённого человека, что требует сотрудничества. В противном случае он не сможет даже немного расшифровать то, что происходит в его уме.

Шляпы, которые расшифровывают эмоции

Параллельная технология, разрабатываемая в эти годы, направлена на выявление эмоций с помощью инструментов визуализации мозга. Обычно это делается с помощью устройства ЭЭГ, которое сканирует электрическую активность в различных областях мозга. Одним из пионеров исследований в этой области была группа исследователей из Национального университета Ченг Кунг на Тайване.

В исследовании, опубликованном в 2014 году, они изучали у испытуемых с помощью ЭЭГ, как разные типы эмоций: отрицательные, положительные и нейтральные влияют на паттерны электрической активности в их мозгу.

40 участников просмотрели шесть видеороликов — два эмоционально поднимающих настроение, два нейтральных и два вызывающих негативные эмоции. Каждое видео длится от полуминуты до пяти минут, и после каждого видео субъект отдыхает минуту. Участники отмечали во время просмотра видео момент, когда они чувствовали изменение своего эмоционального состояния, и чувства, возникшие от просмотра видео.

В отличие от предыдущих исследований, в которых изучалась электрическая активность в определённой области мозга, то есть в определённом датчике ЭЭГ в ответ на эмоциональное состояние, тайваньскую группу интересовала существующая координация электрической активности между различными участками мозга.

Параметрами, которые представляли для них особый интерес, были корреляция электрической активности в разных областях мозга, а также когерентность и синхронизация в разных областях. Параметры были проверены на различных частотах мозговых волн: тета, альфа, бета и гамма.

Когда они исследовали активность мозга в тета-волнах, например, когда человек находился в отрицательном эмоциональном состоянии, результаты показали, что существует относительно низкое соответствие в электрической активности в различных частях лобной доли и более высокое соответствие в части височной доли, в отличие от нейтрального эмоционального состояния. Таким же образом исследователи обнаружили разные характерные паттерны для каждого из трёх эмоциональных состояний.

Для чего можно использовать такую информацию? Спросите китайцев. В 2018 г. сообщалось, что китайские власти начали пользоваться этой технологией и встраивают датчики ЭЭГ в форменные фуражки солдат, машинистов поездов и рабочих на производственных линиях, чтобы ежеминутно отслеживать резкие изменения их эмоционального состояния. Многое сверх этого не сообщалось, и непонятно, для чего используется анализ эмоционального состояния сотрудников.

В 2021 году власти Китая перешли на технологии, которые нравятся более широкой аудитории. Камеры, разбросанные по всему Китаю, которые также подключены к системе распознавания лиц, фиксируют язык тела и мимику прохожих и передают информацию в обучающую систему, которая исследует их и делает выводы об их эмоциональном состоянии.

В 300 тюрьмах и следственных изоляторах по всему Китаю установлены подобные системы, следящие за эмоциональным состоянием заключённых с помощью камер, хотя не совсем понятно, зачем.

Время покажет, где будут развиваться технологии «чтения мыслей», и как этим воспользуются тиранические режимы или враждебные силы.

Поддержите нас!

Каждый день наш проект старается радовать вас качественным и интересным контентом. Поддержите нас любой суммой денег удобным вам способом!

Поддержать