Az agykutatás egyre divatosabb tudományterület. Ez érthető, hiszen az emberi lét legalapvetőbb kérdéseit feszegeti. Néha azonban olyan témák is felmerülnek, amik nem csak hogy érdeklődésre tartanak számot, de egyenesen megrémítik vagy felháborítják az embereket. Ilyen a gondolatolvasás kérdése is. Az ember gondolatai, a belső világa olyasmi, amihez csak neki van hozzáférése és csak ő határozza meg, hogy kivel mit oszt meg ebből. Mi lesz ezzel a szentéllyel, ha az agykutatók elkezdenek turkálni az agytekervények között?

A gondolatolvasás kérdése régóta foglalkoztatja az embereket. A jelenséget telepátiának is nevezik, ám ez a megnevezés csak a XIX. században vált elterjedtté, amikor a Társaság a Pszichés Kutatásért nevű szervezet egyik alapítója elkezdte használni. Az elképzelése az volt, hogy az emberi érzékelésen kívül eső módszerrel, gondolatok átvitelével történhet a kommunikáció. A társaság azon fáradozott, hogy bebizonyítsa a paranormális jelenségek létét. Két híres esetet is alaposan megvizsgáltak a fennállásuk első időszakában, az egyik Washington Irving Bishop, a másik pedig Stuart Cumberland volt.

Bishop ki tudta találni, milyen tárgyra gondolt az alany, Cumberland pedig a XX. század elején bekötött szemmel kormányozott egy autót, miközben mellette ült valaki. Ezek a trükkök azon alapulnak, hogy a mentalisták az alany csuklóját fogva észlelik azok apró mozdulatait. Ezek a mozdulatok önkéntelenül jönnek létre, amikor az alany elképzeli, hogy például rámutat a tárgyra, amire gondolt, illetve amikor a kormányt húzná egy bizonyos irányba. Érdekes módon mindkét mentalista transzparens volt a trükkökkel kapcsolatban, sőt kifejezetten támadták a spirituális magyarázatokat. Mindezek ellenére a parapszichológia továbbra is foglalkozott a gondolatátvitellel, amire azóta sem sikerült meggyőző bizonyítékot találni.

Az agyi képalkotás lehet a gondolatolvasás kulcsa?

A gondolatolvasást tehát már a kezdetektől fogva jókora szkepticizmus kísérte, azonban az agyi képalkotó eljárások némileg változtattak ezen. A képalkotó eljárások lényege, hogy valamiképpen az agy anyagcseréjében bekövetkező változásokat mérik az agy különböző pontjain. Két fő változata a pozitron emissziós tomográfia és a funkcionális mágneses rezonancia képalkotás. Az előbbi módszerrel többnyire a glükóz radioaktív fluorral jelölt formájának felhalmozódását, míg az utóbbival a hemoglobin oxigént kötő és nem kötő formáinak megoszlását lehet meghatározni. A glükóz azokon az agyterületeken halmozódik fel, ahol megnövekszik az idegsejtek aktivitása és a hemoglobin két formájának aránya is ezekre mutat, hiszen az oxigén felhasználásának fokozódása idézi elő általában az arány megváltozását, ami a glükóz „elégetéséhez” kell.

Ezen az fMRI felvételen a vizuális kéreg aktivációja látszik
Forrás: sciencephoto.com.

A képalkotó eljárások megjelenésével lehetővé vált betekinteni az agyba, miközben a kísérleti alany különféle tevékenységeket végez. Az agyműködésről addig szerzett ismeretek fényében nem volt meglepő, hogy különböző jellegű ingerek az agy különböző területein váltottak ki aktivitást. A hangok például a halántéklebeny felső részén, míg a képek a nyakszirtlebeny belső felszínén fokozták a vérátáramlást. Azt tehát már ekkor is nagy bizonyossággal meg lehetett mondani, hogy az adott felvétel elkészítése közben a résztvevő vajon hangalapú vagy képi ingereket észlelt, így felmerült a kérdés, hogy vajon meddig lehet ezzel elmenni? Esetleg azt is ki lehet következtetni, hogy éppen mit lát a kísérleti személy?

Neurális leképezések nyomában

A kérdés tulajdonképpen az, hogy lehetséges-e meghatározni a neurális reprezentációkat az agyban. Bármi, ami megjelenik az elme szemei előtt, azt mentális leképezésnek, reprezentációnak nevezzük. Az elme leképezi a környezetében lévő dolgokat. A modern idegtudomány egyik alapvetése, hogy ezek a mentális leképezések megfeleltethetők neurális leképezéseknek, vagy pontosabban, az agyban kialakuló neurális leképezések aktiválódása miatt jelennek meg a mentális leképezések az elmében. A neurális leképezések elvileg megfigyelhetők, egyedül az ehhez használt eszköz felbontása szab határt a pontosságnak.

Az fMRI technológiai fejlődése azonban napjainkra már egészen közel vitte a területet a neurális reprezentációk finom részleteinek feltárásához. Az fMRI a kezdetekben néhány mm³-es területek vérátáramlásának megváltozását tudta mérni. Egy ekkora területen több millió idegsejt helyezkedik el átlagosan az agyban. Az fMRI felbontása napjainkra sokat javult, de ettől még nem kerültünk sokkal közelebb a neurális leképezések feltárásához. Noha egyelőre nem tudjuk, hogy egy-egy neurális reprezentáció hány idegsejtből tevődik össze, elképzelhető, hogy néhány milliótól jóval kevesebb idegsejt alkotja, ráadásul az is feltehető, hogy ezek szét vannak szóródva az agyban, nem egy ponton koncentrálódnak. Ráadásul feltehető, hogy a neurális leképezések pontos meghatározásához egy-egy szomszédos idegsejt tevékenysége is elkülöníthető kell legyen. Erre azonban esély sincs az fMRI-vel, hiszen a módszer a vérátáramlás megváltozását méri, amit pedig az adott agyi kapillárishoz közel lévő sejtek közül bármelyik befolyásolhat. Ráadásul az is felmerült már, hogy a neurális reprezentációk nem térben stabil képződmények, hanem változékonyak, nem a konzisztencia segíti hozzá az agyat a velük való munkához.

A neurális reprezentációk teljes felderítésének gondolata tehát egyelőre elérhetetlen ábránd, ennek ellenére egyre több olyan eredmény lát napvilágot, amely valamilyen szinten mégis gondolatolvasásnak tekinthető. A legutóbbi ilyen eredmény idén októberben jelent meg. Számos szalagcím írta, hogy amerikai kutatók „gondolatokat dekódoltak fMRI adatokból”.

Gondolatolvasás ma

A vizsgálat lényege az volt, hogy a kísérleti résztvevőkkel hanganyagokat hallgattattak, miközben azok az MRI-szkennerben feküdtek. A hanganyagok különféle rádiós műsorokból és podcastokból származtak, így sokféle témát öleltek fel, a résztvevők pedig átlagosan 16 órán át hallgatták őket. A kutatók ezután mesterséges intelligencia segítségével tárták fel a hallott szöveg és az agyi aktivitás közötti összefüggéseket. A módszer lényege, hogy a nagy mennyiségű adatok között fellelt összefüggések ismeretében később képessé válik az egyik alapján jósolni a másikat, vagyis ez esetben az agyi aktivitás alapján a hallott szöveget. A kutatók tehát végül néhány órányi hanganyag hallgatása közben keletkező agyi aktivitást táplálták be a mesterséges intelligenciának, ami ez alapján határozta meg, hogy mit hallgatnak a résztvevők. Az algoritmus arra is képes volt, hogy a résztvevők által elképzelt szövegek tartalmát is nagy pontossággal határozza meg Ebben az esetben arra kérték a résztvevőket, hogy öt történetet meséljenek el magukban, az algoritmus pedig minden esetben eltalálta, hogy melyik sztorira gondolnak. Az algoritmus ráadásul arra is képes volt, hogy rövid videók tartalmát is dekódolja az fMRI felvételek alapján.

A kísérlet során használt algoritmus egészen pontosan volt képes meghatározni az agyi aktivitás alapján, hogy milyen tartalmakra gondol, illetve leírni, hogy mit lát Forrás: Tang és mtsai., 2022 – bioRxiv.

Noha az eredmények alapján a hallott szöveget nagy pontossággal sikerült meghatározni pusztán az fMRI adatok alapján, gondolatolvasásnak talán erős lenne nevezni a módszert. Ettől függetlenül nagy eredménynek számít, hogy az agyba ültetett eszközök nélkül is ilyen finom összefüggéseket találtak az agytevékenység és a mentális tartalmak között. A módszer jelentősége abban rejlik, hogy alkalmas lehet arra, hogy visszaadja a kommunikáció képességét olyan személyeknek, akik valami oknál fogva képtelenek a normál beszédprodukcióra (pl. motoros neuronbetegség következtében kialakuló bénulás is járhat ezzel, ahogy Stephen Hawking esete szemlélteti).

Amiatt viszont továbbra sem kell aggódni, hogy bárki akaratunk ellenére láthat a fejünkbe. A kutatók is kimutatták, hogy amennyiben a kísérleti résztvevők nem együttműködőek, akkor nem működik megbízhatóan az algoritmus, nem képes nagy pontossággal meghatározni, hogy milyen szöveget hallanak az emberek az agyi aktivitásuk alapján. A gondolatolvasásnak továbbra is az egyetlen módja, ha az ember jól kiismer valakit, hogy az apró rezdüléseiből is kitalálja, mit gondol a másik.