Sama seperti orang Yunani kuno yang berfantasi tentang penerbangan yang melonjak, imajinasi hari ini memimpikan melebur pikiran dan mesin sebagai obat untuk masalah sial kematian manusia. Dapatkah pikiran terhubung langsung dengan kecerdasan buatan, robot, dan pikiran lain melalui teknologi antarmuka otak-komputer (BCI) untuk melampaui keterbatasan manusia kita?
Konten terkait
- Bagaimana Mesin Penambahan Pertama Amerika Terhubung ke 'Naked Lunch'
Selama 50 tahun terakhir, para peneliti di laboratorium universitas dan perusahaan di seluruh dunia telah membuat kemajuan yang mengesankan menuju pencapaian visi semacam itu. Baru-baru ini, pengusaha sukses seperti Elon Musk (Neuralink) dan Bryan Johnson (Kernel) telah mengumumkan startup baru yang berupaya meningkatkan kemampuan manusia melalui antarmuka otak-komputer.
Seberapa dekat kita dengan kesuksesan menghubungkan otak kita dengan teknologi kita? Dan apa implikasinya ketika pikiran kita terhubung?
Origins: Rehabilitasi dan restorasi
Eb Fetz, seorang peneliti di Center for Sensorimotor Neural Engineering (CSNE), adalah salah satu pelopor paling awal untuk menghubungkan mesin ke pikiran. Pada tahun 1969, bahkan sebelum ada komputer pribadi, ia menunjukkan bahwa monyet dapat memperkuat sinyal otak mereka untuk mengontrol jarum yang bergerak pada dial.
Banyak pekerjaan terbaru tentang BCI bertujuan untuk meningkatkan kualitas hidup orang yang lumpuh atau memiliki cacat motorik yang parah. Anda mungkin telah melihat beberapa pencapaian terbaru dalam berita: Peneliti University of Pittsburgh menggunakan sinyal yang direkam di dalam otak untuk mengendalikan lengan robot. Peneliti Stanford dapat mengekstraksi niat gerakan pasien yang lumpuh dari sinyal otak mereka, memungkinkan mereka untuk menggunakan tablet secara nirkabel.
Demikian pula, beberapa sensasi virtual yang terbatas dapat dikirim kembali ke otak, dengan mengirimkan arus listrik di dalam otak atau ke permukaan otak.
Bagaimana dengan indera penglihatan dan suara utama kita? Versi mata bionik yang sangat awal untuk orang dengan gangguan penglihatan parah telah dikerahkan secara komersial, dan versi yang lebih baik sedang menjalani uji coba pada manusia saat ini. Implan koklear, di sisi lain, telah menjadi salah satu implan bionik paling sukses dan paling umum - lebih dari 300.000 pengguna di seluruh dunia menggunakan implan untuk mendengar.
Antarmuka otak-komputer dua arah (BBCI) dapat merekam sinyal dari otak dan mengirim informasi kembali ke otak melalui stimulasi. (Pusat Teknik Saraf Sensorimotor (CSNE), CC BY-ND) BCI yang paling canggih adalah BCI "bi-directional" (BBCI), yang dapat merekam dan merangsang sistem saraf. Di pusat kami, kami menjelajahi BBCIs sebagai alat rehabilitasi radikal baru untuk stroke dan cedera tulang belakang. Kami telah menunjukkan bahwa BBCI dapat digunakan untuk memperkuat koneksi antara dua daerah otak atau antara otak dan sumsum tulang belakang, dan mengalihkan informasi di sekitar area cedera untuk menghidupkan kembali anggota tubuh yang lumpuh.
Dengan semua keberhasilan ini hingga saat ini, Anda mungkin berpikir antarmuka otak-komputer siap menjadi gadget konsumen must-have berikutnya.
Masih dini
Grid elektrokortikografi, yang digunakan untuk mendeteksi perubahan listrik pada permukaan otak, sedang diuji untuk karakteristik listrik. (Pusat Teknik Saraf Sensorimotor, CC BY-ND) Tetapi pengamatan yang cermat terhadap beberapa demonstrasi BCI saat ini mengungkapkan bahwa kita masih memiliki jalan yang harus ditempuh: Ketika BCI menghasilkan gerakan, mereka jauh lebih lambat, kurang tepat dan kurang kompleks daripada apa yang dilakukan orang berbadan sehat dengan mudah setiap hari dengan anggota tubuh mereka. Mata Bionic menawarkan penglihatan beresolusi sangat rendah; implan koklea secara elektronik dapat membawa informasi bicara terbatas, tetapi mendistorsi pengalaman musik. Dan untuk membuat semua teknologi ini bekerja, elektroda harus ditanamkan secara operasi - suatu prospek yang tidak akan dipertimbangkan oleh kebanyakan orang saat ini.
Tidak semua BCI bersifat invasif. BCI non-invasif yang tidak memerlukan operasi memang ada; mereka biasanya didasarkan pada rekaman listrik (EEG) dari kulit kepala dan telah digunakan untuk menunjukkan kendali kursor, kursi roda, lengan robot, drone, robot humanoid dan bahkan komunikasi otak-ke-otak.
Tetapi semua demo ini telah dilakukan di laboratorium - di mana kamarnya sunyi, subjek uji tidak terganggu, pengaturan teknisnya panjang dan metodis, dan eksperimen hanya berlangsung cukup lama untuk menunjukkan bahwa konsep itu mungkin. Terbukti sangat sulit untuk membuat sistem ini cepat dan kuat sehingga praktis digunakan di dunia nyata.
Bahkan dengan elektroda implan, masalah lain dengan mencoba membaca pikiran muncul dari bagaimana otak kita terstruktur. Kita tahu bahwa setiap neuron dan ribuan tetangganya yang terhubung membentuk jaringan yang sangat besar dan terus berubah. Apa artinya ini bagi para neuroengineer?
Bayangkan Anda mencoba memahami percakapan antara sekelompok besar teman tentang topik yang rumit, tetapi Anda hanya dapat mendengarkan satu orang. Anda mungkin bisa mengetahui topik yang paling kasar tentang apa pembicaraan itu, tetapi jelas tidak semua detail dan nuansa dari seluruh diskusi. Karena bahkan implan terbaik kami hanya memungkinkan kami untuk mendengarkan beberapa tambalan kecil otak pada satu waktu, kami dapat melakukan beberapa hal yang mengesankan, tetapi kami tidak dapat memahami percakapan penuh.
Ada juga yang kami anggap sebagai hambatan bahasa. Neuron berkomunikasi satu sama lain melalui interaksi kompleks sinyal listrik dan reaksi kimia. Bahasa elektro-kimia asli ini dapat diartikan dengan sirkuit listrik, tetapi itu tidak mudah. Demikian pula, ketika kita berbicara kembali ke otak menggunakan stimulasi listrik, itu dengan "aksen" elektrik yang berat. Ini membuat neuron sulit memahami apa yang stimulasi coba sampaikan di tengah-tengah semua aktivitas saraf lain yang sedang berlangsung.
Akhirnya, ada masalah kerusakan. Jaringan otak lunak dan fleksibel, sementara sebagian besar bahan konduktif listrik kami - kabel yang terhubung ke jaringan otak - cenderung sangat kaku. Ini berarti bahwa implan elektronik sering menyebabkan jaringan parut dan reaksi imun yang berarti implan kehilangan efektivitas seiring waktu. Serat dan array biokompatibel yang fleksibel pada akhirnya dapat membantu dalam hal ini.
Mengadaptasi bersama, hidup bersama
Terlepas dari semua tantangan ini, kami optimis tentang masa depan bionik kami. BCI tidak harus sempurna. Otak luar biasa adaptif dan mampu belajar menggunakan BCI dengan cara yang mirip dengan bagaimana kita mempelajari keterampilan baru seperti mengendarai mobil atau menggunakan antarmuka layar sentuh. Demikian pula, otak dapat belajar untuk menafsirkan jenis informasi sensorik baru bahkan ketika itu disampaikan secara non-invasif menggunakan, misalnya, pulsa magnetik.
Pada akhirnya, kami percaya BCI dua arah "co-adaptif", di mana elektronik belajar dengan otak dan terus-menerus berbicara kembali ke otak selama proses pembelajaran, dapat membuktikan sebagai langkah yang diperlukan untuk membangun jembatan saraf. Membangun BCI bidirectional ko-adaptif semacam itu adalah tujuan dari pusat kami.
Kami juga bersemangat tentang keberhasilan baru-baru ini dalam pengobatan penyakit yang ditargetkan seperti diabetes menggunakan "electroceuticals" - implan kecil eksperimental yang mengobati penyakit tanpa obat dengan mengkomunikasikan perintah langsung ke organ internal.
Dan para peneliti telah menemukan cara baru untuk mengatasi hambatan bahasa listrik-ke-biokimia. “Suntikan renda saraf, ” misalnya, mungkin terbukti menjadi cara yang menjanjikan untuk secara bertahap memungkinkan neuron tumbuh bersama elektroda yang ditanamkan daripada menolaknya. Probe berbasis nanowire fleksibel, perancah neuron fleksibel dan antarmuka karbon kaca juga memungkinkan komputer biologis dan teknologi untuk hidup berdampingan dengan bahagia di tubuh kita di masa depan.
Dari assistive hingga augmentative
Startup baru Elon Musk, Neuralink, memiliki tujuan akhir yang dinyatakan untuk meningkatkan manusia dengan BCI untuk memberi otak kita peningkatan dalam perlombaan senjata yang sedang berlangsung antara kecerdasan manusia dan kecerdasan buatan. Dia berharap bahwa dengan kemampuan untuk terhubung ke teknologi kami, otak manusia dapat meningkatkan kemampuannya sendiri - mungkin memungkinkan kita untuk menghindari masa depan dystopian yang potensial di mana AI telah jauh melampaui kemampuan manusia secara alami. Visi semacam itu tentu tampak jauh atau aneh, tetapi kita tidak boleh mengabaikan gagasan tentang keanehan sendirian. Setelah semua, mobil self-driving diturunkan ke ranah fiksi ilmiah bahkan satu setengah dekade yang lalu - dan sekarang berbagi jalan kita.
BCI dapat bervariasi di sepanjang beberapa dimensi: apakah itu berinteraksi dengan sistem saraf perifer (saraf) atau sistem saraf pusat (otak), apakah itu invasif atau non-invasif dan apakah itu membantu mengembalikan fungsi yang hilang atau meningkatkan kemampuan. (James Wu; diadaptasi dari Sakurambo, CC BY-SA) Dalam masa depan yang lebih dekat, ketika antarmuka otak-komputer bergerak di luar fungsi pemulihan pada orang cacat hingga menambah individu yang mampu di luar kapasitas manusia, kita harus benar-benar menyadari sejumlah masalah terkait dengan persetujuan, privasi, identitas, agensi, dan ketidaksetaraan . Di pusat kami, tim filsuf, dokter dan insinyur sedang bekerja aktif untuk mengatasi masalah etika, moral dan keadilan sosial ini dan menawarkan pedoman neuroethical sebelum lapangan berkembang terlalu jauh ke depan.
Menghubungkan otak kita secara langsung dengan teknologi pada akhirnya mungkin merupakan perkembangan alami dari bagaimana manusia telah meningkatkan diri mereka dengan teknologi selama berabad-abad, dari menggunakan roda untuk mengatasi keterbatasan bipedal kita hingga membuat notasi pada tablet tanah liat dan kertas untuk menambah ingatan kita. Sama seperti komputer, telepon pintar, dan headset realitas virtual saat ini, BCI augmentatif, ketika mereka akhirnya tiba di pasar konsumen, akan menggembirakan, membuat frustrasi, berisiko, dan, pada saat yang sama, penuh dengan janji.
Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation.
James Wu, Ph.D. Mahasiswa dalam Bioteknologi, Peneliti di Pusat Teknik Saraf Sensorimotor, Universitas Washington
Rajesh PN Rao, Profesor Ilmu dan Teknik Komputer dan Direktur Pusat Sensorimotor Teknik Saraf, Universitas Washington
