التواصل بين دماغين أصبح متاحًا. كيف قمنا بذلك؟

قد تتذكر عالم الأعصاب ميغويل نيكوليليس الذي أنشأ الهيكل الخارجي الذي يتحكم به الدماغ، ومن خلاله تمكن رجل مقعد من ركل أول كرات كأس العام 2014. ما الذي يعمل عليه الآن؟ إنشاء وسائل لدماغين ( فئران وقردة، حتى الآن) لإرسال رسائل من دماغ إلى آخر. شاهد حتى النهاية من أجل تجربة ستصل "إلى حيث تأخذها مخيلتك" كما يقول.

في 12 يونيو 2014، عند الساعة 3:33 تحديدًا

في مساء شتائي منعش في ساو باولو، البرازيل،

مساء نموذجي من شتاء أمريكا الجنوبية،

هذا الفتى، هذا الرجل الشاب
الذي ترونه يحتفل هنا

وكأنه أحرز هدفًا،

جوليانو بينتو، ذو الـ 29 عامًا،
حقق أمرًا رائعًا.

فبالرغم من كونه مشلولًا،

وفاقدًا للإحساس من منتصف
صدره إلى أطراف أصابع قدميه

جرّاء حادث سيارة
وقع قبل ست سنوات مات فيه شقيقه

وأحدث ضررًا بالغًا في العمود الفقري
أقعد جوليانو على كرسيٍّ متحرك،

واجه جوليانو الموقف،
وفعل أمرًا في ذلك اليوم

اعتبره معظم من رأوه
خلال السنوات الست تلك أمرًا مستحيلاً.

نفذ جوليانو الركلة الإفتتاحية

في كأس العالم 2014 المقام هنا في البرازيل

بمجرد التفكير.

لم يستطع تحريك جسده،

لكنه تمكن من تخيل
الحركات اللازمة لركل الكرة.

كان رياضيًّا قبل الإصابة.
وهو حاليًّا رياضي مقعد.

وسيشارك في الألعاب البارالمبية
(أولمبياد المعاقين)، كما آمل، خلال أعوام.

لكن ما لم تسلبه إصابة
العمود الفقري من جوليانو

هو قدرته على الحلم.

وهذا ما فعله في ذلك اليوم،
في ملعب رياضي يضم حوالي 75000 شخص

وعدد مشاهدين يقارب المليار
على شاشات التليفزيون.

توّجت تلك الركلة 30 عامًا من الأبحاث

التي درست كيف يقوم العقل،

هذا الكون المبهر الواقع بين آذاننا

الذي لا يُماثل إلا الكون الذي يعلو رؤوسنا

حيث يحتوي على حوالي 100 مليار عنصر

يخاطب بعضها الآخر
من خلال موجات أفكار كهربائية،

ما حققه جوليانو استغرق
30 عامًا من التصوّر في المختبرات

وحوالي 15 عامًا من التخطيط.

عندما قدمت أنا وجون شابين،
منذ 15 عامَا، اقتراحًا في ورقة

بإنشاء ما يسمى بالاتصال العقلي-الآلي،

بمعنى توصيل الدماغ بأجهزة

حتى يتمكن البشر والحيوانات
من تحريك هذه الأجهزة،

مهما كانت بعيدة عن أجسادهم،

بمجرد تخيل ما يريدون القيام به،

قال لنا زملاؤنا أننا بحاجة
إلى مساعدة المتخصصين،

من الناحية النفسية.

وبالرغم من ذلك،
لم يستسلم الإسكتلندي والبرازيلي،

لأننا تربينا على ذلك
في بلداننا كل على حدة،

وعلى مدار 12، 15 عامًا،

أثبتنا مرة تلو المرة
ما يوحي بإمكانية فعل ذلك.

والاتصال العقلي الآلي ليس علمَا معقدًا،

إنه مجرد بحث في العقل.

فهو لا شيء سوى استخدام مجسات الاستشعار

لقراءة الأفكار الكهربائية
التي ينتجها العقل

لتوليد الأوامر الحركية

التي تُرسل إلى النخاع الشوكي،

فقمنا بتصميم مجسات استشعار يمكنها قراءة

مئات والآن آلاف من خلايا الدماغ تلك آنيًا،

واستخرجنا من تلك الإشارات الكهربائية

التخطيط الحركي الذي يولّده الدماغ

لمنحنا القدرة على الحركة في الحيز.

ومن خلال ذلك، حوّلنا
هذه الإشارات إلى أوامر رقمية

يمكن لأي جهاز آلي أو إلكتروني
أو حتى افتراضي أن يستوعبها

حيث يُمكن للمُجرب عليه أن يتخيل الحركة
التي يُريد القيام بها،

ويطيع الجهاز أمر الدماغ هذا.

بإدخال تقنية الاستشعار في تلك الأجهزة
بواسطة عدة أنواع من مجسات الاستشعار،

كما سترون خلال لحظات،

تمكنّا من إرسال رسائل إلى الدماغ لإثبات

أن ذلك المحرك الطوعي كان يعمل، حيثما كان،

إلى جانب المُجرب عليه، أو الباب،
أو في جميع أنحاء المعمورة.

وعندما أعادت هذه الرسالة
التغذية الراجعة إلى الدماغ،

أدرك الدماغ هدفها: تحريكنا.

هذه تجربة واحدة نشرناها منذ سنوات قليلة،

وفيها تعلّم قرد، دون تحريك جسده،

كيف يسيطر على حركات ذراعٍ مجسدة.

ذراعٍ افتراضية ليس لها وجود.

ما تسمعونه هو صوت دماغ هذا القرد

وهو يستكشف ثلاث نطاقات مختلفة
متجانسة بشكل بصري

في فضاءٍ افتراضي.

ولكي يحصل على مكافأة،
وهي قطرة من عصير برتقال يفضله هذا القرد،

يتوجب عليه أن يستكشف هذه الأجسام
ويختار واحدة منها

بلمسها،

وليس برؤيتها، بلمسها،

لأنه في كل مرة تلمس
هذه الذراع الافتراضية أحد الأجسام،

يعود نبض كهربائي إلى دماغ الحيوان

يحمل وصفًا للبنية الرقيقة لسطح هذا الجسم،

ليتمكن الحيوان من افتراض الماهية الصحيحة
للجسم الذي يلزمه الإمساك به.

وعندما يفعل ذلك،
يحصل على مكافأة دون تحريك أي عضلة.

الغداء البرازيلي المثالي:

لا تحرك أي عضلة واحصل على عصير برتقال.

فعندما رأينا ذلك يحدث،

قدِمنا واقترحنا الفكرة
التي نشرناها منذ 15 عامًا.

قمنا بإعادة إقرار تلك الورقة.

أخرجناها من الدرج،

وقدمنا الاقتراح على أمل
أن نحصل على إنسان مشلول

لاستخدام الاتصال العقلي-الآلي
لاستعادة القدرة على الحركة.

الفكرة تتمثل في أنه إن عانيتم --

وهذا يمكن أن يحدث مع أي أحدٍ منا.

دعوني أخبركم، إنه يحدث فجأة.

تصادم يقع في جزءٍ من الثانية،

حادث سيارة يغيّر حياتك تمامًا.

عندما تتعرض لتلفٍ تامٍّ في النخاع الشوكي،

فستعجز عن الحركة لأن الأفكار
التي يولدها الدماغ لا تصل للعضلات.

ومع ذلك يستمر توليد تلك الأفكار في رأسك.

يحلم مرضى الشلل النصفي والرباعي
بالحركة كل ليلة.

إنهم يشعرون بذلك داخل رؤوسهم.

المشكلة هي في كيفية
إخراج تلك الشفرة من رؤوسهم

والتمكن من توليد الحركة مجددًا.

فما اقترحناه هو استحداث جسم جديد.

إنشاء صدرة آلية.

ولهذا السبب بالتحديد تمكن جوليانو
من ركل الكرة من خلال التفكير،

لأنه كان يرتدي أول صدرية آلية
يتحكم بها الدماغ

التي يمكن لمرضى الشلل النصفي والرباعي
استخدامها للتمكن من الحركة

واستعادة التغذية الراجعة.

كانت تلك هي الفكرة الأساسية، منذ 15 عامًا.

ما سأبينه لكم هو كيف أن 156 شخص من 25 دولة

من جميع قارات هذا العالم الجميل،

تخلوا عن حياتهم، وعن براءات اختراعاتهم،

تخلوا عن كلابهم، وزوجاتهم،
وأطفالهم، ومدارسهم، ووظائفهم،

واجتمعوا للقدوم إلى البرازيل
لمدة 18 شهرًا لتنفيذ هذه الفكرة.

لأنه بعد أن مُنحت البرازيل
استضافة كأس العالم ببضعة سنوات،

سمعنا أن الحكومة البرازيلية
أرادت أن تفعل شيئًا ذا معنى

في حفل الافتتاح

في الدولة التي أعادت
اختراع كرة القدم المُحكمة

إلى أن واجهنا الألمان، بالطبع.

(ضحك)

لكن هذا حديث آخر،

سيتحدث عنه عالم أعصاب آخر.

لكن ما أرادت البرازيل فعله هو أن تعرض

دولة مختلفة تمامًا،

دولة تقدِّر العلم والتقنية،

ويمكنها أن تمنح هدية للملايين،
25 مليون شخص حول العالم

الذين عجزوا عن الحركة
بسبب إصابة في العمود الفقري.

ذهبنا إلى الحكومة البرازيلية وللفيفا
وقدمنا اقتراحنا،

لنمنح ضربة البداية لكأس العام 2014

لمشلولٍ برازيلي

باستخدام هيكل خارجي يتحكم به الدماغ
يتيح له ركل الكرة

والشعور بملمسها.

نظروا إلينا، ظانين أننا مجانين،

وقالوا: "حسنًا، لنجرب."

كان لدينا 18 شهرًا لعمل كل شيء
من البداية، من الصفر.

لم يكن لدينا هيكل خارجي،
ولم يكن لدينا مرضى،

لم ننجز أي شيء.

اجتمع هؤلاء الأشخاص معًا

وفي 18 شهرًا، حصلنا على ثمانية مرضى
وأخضعناهم لتدريب منتظم

وأنشأنا هذا الهيكل من لا شيء،

نسميه Bra-Santos Dumont 1.

أول هيكل خارجي يتحكم به الدماغ،

سُمي باسم أشهر عالم برازيلي على الإطلاق

ألبرتو سانتوس دومون،

الذي أنشأ في 19 أكتوبر 1901،
أول سفينة جوية متحكم بها

وكان أول من حلق بها في باريس
أمام مليون مشاهد.

أستميحكم عذرًا أصدقائي الأمريكان.

أنا أعيش في نورث كارولينا،

ولكن جرى ذلك الحدث
قبل سنتين من تحليق الإخوة رايت

بالطائرة على ساحل نورث كارولينا.

(تصفيق)

التحكم بالطيران صناعة برازيلية. (ضحك)

فذهبنا معًا إلى البرازيل برفقة هؤلاء الأشخاص

وأنشأنا هذا الهيكل الخارجي،

15 درجة من الانعتاق، آلة مائية

يمكن التحكم بها من خلال إشارات الدماغ

المسجلة عن طريق تقنية غير باضعة
تسمى تخطيط كهربية المخ

التي تتيح للمرضى تخيل الحركات

وترسل أوامره لأجهزة التحكم، المحركات،

لتنفيذها.

غُطي هذا الهيكل الخارجي ببشرة صناعية

ابتكرها غوردون تشينغ،
أحد أعظم أصدقائي، في ميونخ،

ليتم الإحساس بحركة المفاصل
وملامسة القدم الأرض

ومن ثم إعادته إلى المريض
من خلال صدرية، قميص.

إنه قميص ذكي مزود بعناصر هزازة دقيقة

تقوم أساسًا بإيصال رد الفعل
لدماغ المريض وتضليله

من خلال توليد إحساس لديه
بأنه غير محمول على آلة،

بل أنه يمشي مجددًا.

واصلنا العمل على ذلك، وما سترونه هنا

هي المرة الأولى التي مشى فيها
أحد مرضانا بالفعل، وهو برونو.

واستغرق ثوانٍ قليلة لأننا أعددنا كل شيء،

وسترون ضوءًا أزرق أمام الخوذة

لأن برونو سيتخيل الحركة
التي يتعين عليه تنفيذها.

ثم يقوم الحاسوب بتحليلها،
وبعد ذلك يعتمدها برونو،

وبعد اعتمادها،

يبدأ الجهاز بالتحرك بأمرٍ من دماغ برونو.

وقد نفذ ذلك تنفيذًا صحيحًا.
ويبدأ الآن المشي.

بعد تسع سنوات من العجز عن الحركة،

هو الآن يمشي دون مساعدة أحد.

والأكثر من ذلك،

(تصفيق)

علاوة على المشي،

إنه الآن يشعر بالأرضية،

وعندما تزيد سرعة الهيكل الخارجي

يقول لنا إنه يشعر أنه يمشي مجددًا
على رمال سانتوس،

المنتجع الشاطئي الذي
اعتاد الذهاب إليه قبل الحادث.

ولهذا السبب يولد الدماغ شعورًا جديدًا
في رأس برونو.

فيمشي، وعند نهاية سيره
- بدأ الوقت ينفذ مني -

يقول:"أتعلمون يا رفاق،

أحتاج أن أستعير هذا الشيء منكم
عندما أتزوج،

لأنني أريد أن أسير للكاهن

وأن أرى عروسي وأكون هناك بنفسي."

وبالطبع يمكنه الحصول عليه متى ما شاء.

وهذا ما أردنا إظهاره خلال كأس العالم،
ولم نستطع،

لسبب غامض، قطعت الفيفا بثها في المنتصف.

ما سترونه بسرعة هو جوليانو بينتو
بالهيكل الخارجي وهو ينفذ ركلته

قبل دقائق قليلة من النزول إلى أرض الملعب

وتنفيذ الإنجاز الحقيقي أمام الجمهور كافة،

والأضواء التي سترونها تصف العملية.

يشير نبض الأضواء الزرقاء إلى
أن الهيكل جاهز للانطلاق.

يمكنه تصور الأفكار وإيصال الاستجابة،

وعندما يقرر جوليانو ركل الكرة،

سيظهر لكم تياران من الضوء الأخضر والأصفر

صادران من الخوذة وذاهبان إلى السيقان،

وهما يمثلان الأوامر العقلية
التي اتخذها الهيكل

لتنفيذها فعليًّا.

وخلال 13 ثانية،

فعلها جوليانو بالفعل.

يمكنكم رؤية الأوامر.

إنه يستعد، والكرة في محلها، ثم يركل.

والشيء الأروع هو

أنه بعدما نفذ ركلته بعشر ثوانٍ،
ونظر إلينا في الملعب،

قال لنا، وهو يحتفل كما رأيتم،

"لقد أحسست بالكرة."

وهذا لا يُقدر بثمن.

(تصفيق)

إلى أين يمكن أن يتجه هذا الابتكار؟

لدي دقيقتان لأخبركم

أنه سيذهب إلى حيث تأخذه مخيلتكم.

تقنية التفاعل الدماغي متاحة بين أيدينا.

وهذا آخر ما استجد:
لم ننشرها إلا العام الماضي فقط،

أول اتصال بين دماغين

يتيح لحيوانين تبادل الرسائل العقلية

بحيث يمكن لحيوانٍ
يرى شيئًا صادرًا من البيئة

أن يرسل رسالة عقلية قصيرة،
قذيفة، قذيفة فيسيولوجية،

للحيوان الثاني.

ثم يؤدي الحيوان الثاني
الفعل الذي يلزمه تأديته

دون حتى أن يعلم ما
كانت ترسله البيئة كرسالة

لأن الرسالة كانت قادمة
من دماغ الحيوان الأول.

هذا هو العرض التوضيحي الأول.

سأستعجل لأني أريد أن أريكم آخر العروض.

لكن ما ترونه هنا هو أول فأر تم تبليغه

بواسطة ضوء سيظهر على يسار القفص

أن عليه أن يحدد القفص الأيسر
كي يحصل على مكافأة.

فيذهب إلى هناك وينفذ الأمر.

وفي ذات الوقت، هو يرسل رسالة عقلية

للفأر الثاني الذي لم يرى الضوء.

والفأر الثاني بنسبة 70% من عدد المرات

سيذهب ويحدد العتلة اليسرى ويحصل على مكافأة

من دون حتى أن يدرك الضوء بالشبكية.

أخذنا هذا إلى مستوى أعلى بقليل

من خلال جعل القردة تتعاون عقليًّا
في شبكة دماغية

للتبرع بنشاطها العقلي

ودمجه معًا من أجل تحريك الذراع الافتراضية
التي عرضتها لك مسبقًا.

وما ترونه هنا هي المرة الأولى
التي يربط فيها قردان دماغيهما،

يزامنان دماغيهما مزامنةً متقنة
لتحريك هذه الذراع الافتراضية.

أحد القردين يتحكم في البعد (x)

والآخر يتحكم في البعد (y).

ولكن الوضع يزداد إثارة
عندما تُشرك ثلاثة قرود

وتطلب من قرد واحد التحكم في (x) و (y)

والقرد الآخر في (y) و (z)

والقرد الثالث في (x) و (z)

وتجعلهم كلهم يلعبون اللعبة معًا،

تحريك الذراع ثلاثية الأبعاد باتجاه هدف
للحصول على عصير البرتقال البرازيلي الشهير.

وهم يقومون بذلك فعلاً.

النقطة السوداء هي متوسط
كل تلك الأدمغة التي تعمل

على التوازي، بصورة آنية.

هذا هو تعريف الحاسوب الحيوي،

تفاعل من خلال نشاط الدماغ وتحقيق هدف حركي.

إلى أين سيتجه هذا؟

لا نملك أدنى فكرة.

نحن لسنا سوى علماء.

(ضحك)

يُدفع لنا لنكون أطفالاً،

لنصل إلى الحافة ونكتشف ما يوجد هناك.

ولكن ثمة شيء أعرفه:

في يومٍ ما، خلال عقود قليلة،

عندما يتصفح أحفادنا الإنترنت
بمجرد التفكير،

أو عندما تتبرع أم ببصرها
لطفلٍ توحدي لا يرى،

أو عندما يتحدث أحد بسبب مجازة دماغية،

سيتذكر بعضكم أن الأمر كله
بدأ في مساءٍ شتوي،

في ملعب كرة قدم برايزيلي، بركلةٍ مستحيلة.

شكرًا لكم.

(تصفيق)

شكرًا لكم.

برونو غيوساني: أشكرك يا ميغويل
على التزامك بالوقت الممنوح لك.

سأمنحك بضعة دقائق إضافية

لأنه توجد بعض النقاط
التي نود أن نتوسع فيها، وبالطبع

يبدو بوضوح أننا نحتاج إلى أدمغة متصلة
لنعرف إلى أين سيتجه هذا

فلنربط كل ذلك معًا.

إن كان فهمي صحيحًا،

يحصل أحد القردة على إشارة،

فيتفاعل القرد الآخر مع تلك الإشارة

لمجرد أن القرد الأول يستلمها
وينقل النبض العصبي.

ميغويل نيكوليليس: لا،
الأمر يختلف قليلًا.

لا يعلم أي قرد بوجود القردين الآخرين.

إنهم يحصلون على تغذية راجعة
بصرية ثنائية الأبعاد،

ولكن المهمة التي يتوجب عليهم تنفيذها
هي ثلاثية الأبعاد.

عليهم أن يحركوا ذراعًا ثلاثية الأبعاد.

لكن كل قرد يحصل علي البعدين
المعروضين على شاشة الفيديو

التي يتحكم فيها القرد.

ولتنفيذ لك،

تحتاج على الأقل قردين لمزامنة دماغيهما،

ولكن الخيار المثالي ثلاثة قرود.

ما اكتشفناه أنه عندما يبدأ قرد في التواني

يعزز القردان الآخران من أدائهما

لحث القرد على العودة،

فينضبط هذا ديناميكيًّا،

لكن المزامنة الشاملة لا تتغير.

والآن عندما تُجري تبديلاً دون إخبار القرد

عن الأبعاد التي ينبغي
أن يتحكم بها كل دماغ،

مثل هذا القرد يتحكم في (x) و (y)،

ولكن عليه أن يتحكم الآن في (y) و (z)،

ينسى دماغ ذلك الحيوان
الأبعاد السابقة فورًا

ويبدأ في التركيز على الأبعاد الجديدة.

ما أود قوله هو أنه لا توجد آلة تورنج،

ولا حاسوب يمكنه أن يتنبأ
بما ستفعله الشبكة الدماغية.

فسنمتص التقنية باعتبارها جزءًا منا.

لكن التقنية لن تمتصنا.

هذا مستحيل ببساطة.

برونو غيوساني: كم مرة اختبرت هذه التقنية؟

وكم مرة نجحت وكم مرة أخفقت؟

ميغويل: عشرات المرات!

مع القردة الثلاثة، عدة مرات.

لم أكن لأتمكن من الحديث عن التقنية هنا
لو لم أجربها عدة مرات.

ونسيت أن أذكر، بسبب الوقت،

أنه منذ ثلاثة أسابيع فقط، مجموعة أوروبية

عرضت أول اتصال دماغي بشري.

برونو: وكيف يتم ذلك؟

ميغويل: لم تصلنا معلومات كافية،
الأفكار العظيمة تبدأ بداية متواضعة،

لكن نشاط الدماغ لمُجرب عليه

نُقل لجسمٍ ثانٍ بتقنية غير باضعة.

أي أن المجرب عليه الأول استلم الرسالة،
كالفئران، رسالة بصرية،

ثم نقلها إلى المجرب عليه الثاني.

عندها تلقى المجرب عليه الثاني
نبضًا مغناطيسيًا في القشرة البصرية،

أو نبضًا آخر، نبضين مختلفين.

مع أحد النبضين، رأي المجرب عليه شيئًا ما،

ومع النبض الآخر رأى شيئًا مختلفًا.

وكان قادرًا كليًّا على تحديد الرسالة

التي كان يرسلها المجرب عليه الأول

من خلال الإنترنت عبر القارات.

برونو: يا للروعة! حسنًا هذا ما نتجه إليه.

ستكون هذه محادثة TED التالية
في المؤتمر التالي.

ميغويل: أشكركم. أشكرك برونو. شكرًا لكم.