Létrehozhatunk-e új emberi érzékszerveket?

Mi, emberek a fényhullámoknak csak kevesebb, mint a tízbilliomod részét érzékeljük. "A világról alkotott tapasztalatunkat biológiai felépítésünk beszűkíti" — mondja David Eagleman idegkutató. David változtatni szeretne rajta: az agyi folyamatokkal kapcsolatos kutatásai új illesztőegységek megalkotását eredményezték (mint például az érzékelő mellényét), amelyek a korábban számunkra láthatatlan világról is lehetővé teszik az információ befogadását.

Nagyon apró részekből állunk,

de egy irdatlan világegyetem
részei vagyunk,

s tény, hogy nekünk a valóság
érzékelése egyik skálán

sem megy nagyon jól.

Ennek oka, hogy agyunk e skálán

nem képes érzékelni a világot.

Helyette be vagyunk szorítva
az érzékelés nagyon keskeny,

épp a középső szeletébe.

De ez furcsa, mert a valóság
otthonunknak nevezhető szeletében

sem látjuk a legtöbb
végbemenő történést.

Vegyük pl. a világunk színeit.

A szín tárgyról visszaverődő fényhullám,
elektromágneses sugárzás,

amely szemünk hátsó falán lévő
specializált receptorokra jut.

De nem látunk minden hullámot.

Az a helyzet, hogy csak kevesebb,

mint a tízbilliomod részüket látjuk.

Azután vannak még a testünkön átmenő
rádióhullámok, mikrohullámok,

röntgensugarak és gamma-sugarak.

Ezeket egyáltalán nem érzékeljük,

mert nincs meg hozzá
megfelelő biológiai receptorunk,

amelyik észlelné őket.

Mobiltelefon-beszélgetések ezrei

áramlanak rajtunk át e percben,

s mi teljesen vakok vagyunk hozzá.

Nem arról van szó, hogy ezek a dolgok
eleve láthatatlanok lennének.

A kígyók világában valamelyes
infravörös megtalálható,

a méhek világának pedig
része az UV-sugárzás.

Kocsink műszerfalában vannak készülékek,

amelyek veszik a jeleket
a rádiófrekvenciás sávban.

A kórházakban vannak berendezések,
amelyek a röntgensugárzást veszik.

De mi magunk egyiküket sem érzékeljük,

legalábbis, most még nem,

mert nincsenek meg bennünk
a kellő érzékelők.

Ez azt jelenti, hogy
a világról alkotott tapasztalatunkat

biológiai felépítésünk beszűkíti,

és ez ellentmond a józan észnek,

miszerint szemünk, fülünk és ujjbegyeink

arra valók, hogy érzékeljék
a külvilág objektív valóságát.

Helyette az agyunk csak
egy kicsit szemezget a világból.

Az állatvilágban az állatok

a valóság különféle részét érzékelik.

A kullancs süket és vak világában

a fontos jel a hőmérséklet és a vajsav;

a fekete szellemkéshal érzékelt világát

villamos terek színezik gazdagon.

A visszhangot helymeghatározásra
használó denevér

a valóságot a légnyomás-hullámokból
építi föl.

Ilyen az állatok ökorendszere,
amelyet érzékelni képesek.

A tudományban szavunk is van rá,

mégpedig az Umwelt.

A német szó környezetet jelent.

Minden állat alighanem úgy hiszi,

hogy az umweltje a külvilág
teljes objektív valósága,

mert miért is képzelnénk,

hogy más is létezik
az érzékelt világunkon túl?

Helyette úgy fogadjuk el a valóságot,

ahogy tálalják nekünk.

Gondoljunk bele, mit jelent ez
a gyakorlatban.

Képzeljék el, hogy vérebek.

Az egész világuk nem más mint szaglás.

Hosszú orrukban
200 millió szagreceptor van,

nedves orrlyukuk vonzza
és elkapja a szagmolekulákat,

orrnyílásuk ráadásul lehetővé
teszi, hogy egy nagyot szippantsanak.

Minden adott a szagláshoz.

Egy nap a meglepetéstől
földbe gyökerezik a lábuk.

A gazdira pillantva elgondolkoznak:

"Milyen lehet ezzel a szánalmas,
csökevényes orral élni?"

(Nevetés)

"Milyen lehet olyan picit
és gyatrát szippantani?

Hát akkor ezért nem tudja, hogy
100 méterre van egy macska,

vagy a szomszédja hat órája itt járt!"

(Nevetés)

Emberek vagyunk,

sohasem éreztük a szagok világát,

ezért nem is hiányzik,

mivel jól illeszkedünk az umweltünkbe.

De az a kérdés, így kell-e ennek maradnia?

Idegkutatóként az érdekel, hogyan tudja

a technológia kitágítani az umweltünket,

és ez hogy változtatja meg
az ember tapasztalatait.

Már tudjuk, hogy össze tudjuk párosítani
a technikát a biológiánkkal,

mert sok százezer társunk él

mesterséges hallással
és mesterséges látással.

A halláshoz veszünk egy mikrofont,
digitalizáljuk a jeleket,

és egy elektródát helyezünk
közvetlenül a belsőfülbe.

A retina implantációnál

a kamera jeleit digitalizáljuk,
és egy elektródarácsot

kapcsolunk a látóidegre.

Mindössze 15 éve sok kutató

úgy vélekedett, hogy ezek
a technikák nem válnak be.

Miért? Mert ezek a technikák
a Szilíciumvölgy nyelvén beszélnek,

ez pedig nem egészen a természetes
biológiai érzékszerveink tájszólása.

Viszont működőképesek.

Az agy kiókumlálja, hogyan tudja
ügyesen hasznosítani a jelet.

Mit értsünk ezen?

A titok nyitja:

agyunk nem lát és nem hall.

Agyunk be van zárva koponyánk
töksüket és sötét kriptájába.

Csupán az elektrokémiai jeleket látja,

amelyek különböző adatkábeleken jönnek be,

ezekkel kell kezdenie valamit, más nincs.

Elképesztő módon az agyunk

nagyon jól bánik ezekkel a jelekkel,

és kihámozza belőlük a mintázatokat.
Jelentést kapcsol hozzájuk,

s ebből a belső világegyetemből
fűzi össze a történetet,

azaz a szubjektív világunkat.

De a lényeg az,

hogy agyunk nem tudja, és nem is érdekli,

honnan származnak az adatok.

Amilyen információt kap,
abból jön rá, mit tegyen vele.

Nagyon hatékony a gépezet.

Az agy voltaképpen egy
általános célú számítógép,

mindent befogad,

és kitalálja, mit fog vele kezdeni,

és leveszi a terhet az anyatermészetről,

hogy különféle bemenő
csatornákkal barkácsoljon.

Ezt "K.F. evolúciós modell"-nek hívom,

de nem akarok senkit
szakszavakkal untatni:

a K.F. a krumplifej rövidítése.

Ezzel a megnevezéssel hangsúlyozni akarom,

hogy az általunk ismert és kedvelt
érzékelők: szemünk, fülünk

és ujjbegyeink — mind-mind
plug-and-play periféria-eszközök.

Csak bedugjuk őket, és máris indulhatunk.

Az agy kitalálja, mit kezdjen
a beérkező adatokkal.

Ha megnézzük az állatvilágot,

sok periféria-eszközt találunk.

A kígyók érzékelő gödröcskéi
az infravörös sugárzást észlelik,

a szellemkéshalnak elektromos
receptorai vannak.

A csillagorrú vakond orrát

22 tapogató csápocska keretezi,

velük érzékeli a környezetét,
és építi föl háromdimenziós világát.

Sok madár testében magnetit van,

így tájékozódnak a Föld mágneses terében.

Levonhatjuk a következtetést,
hogy a természetnek

nem kell állandóan újraterveznie az agyat.

Helyette a szokásos agyműködés
elvei alapján

a természetnek csak új perifériák
tervezésével kell törődnie.

Rendben, de ebből következően

a levonható tanulság,

hogy nincs semmi egyedi vagy alapvető

a létező biológiában.

Csak amit örököltünk

az evolúció összetett folyamatából.

De nem kell hozzájuk ragaszkodnunk,

s ennek az elvnek a legjobb bizonyítékát

az ún. érzékszerv-felcserélés nyújtja.

Ezen azt értjük, hogy az agyba
az információt

szokatlan érzékelő-csatornákon
juttatjuk be,

s az agynak kell rájönnie,
mitévő legyen vele.

Ez puszta okoskodásnak tűnhet,

de az ezt taglaló első cikket
a Nature 1969-ben közölte.

Paul Bach-y-Rita kutató

átalakított fogorvosi székbe
vakokat ültetett,

összeállított egy videóberendezést,

valamit a kamera elé helyezett,

s a vakok érezték,

hogy egy szolenoidrács böködi a hátukat.

Ha egy kávéscsészét mozgatunk
a kamera előtt,

érezzük azt a hátunkon,

és csodálatosképpen, a vakok eléggé jól

meg tudták határozni,
mi volt a kamera előtt,

csupán a hátuk puha részével érzékelve.

Az ötlet sok másban is testet öltött.

A hangszemüveg az előttünk lévő
látható képet

hang-tájképpé változtatja át.

Ahogy a tárgyak ide-oda mozognak,
közelebbre vagy

távolabbra jutnak, ezt halljuk:
"bzz, bzz".

Azt hinnénk, ez hangzavar,

de pár hét után a vakok elég jól

kezdik érteni, mi van előttük,

csupán hallásukra támaszkodva.

Még a fülünk sem kell hozzá:

a rendszer homlokra erősített
elektronikus tapintórácsot használ.

Tehát a videó-bemeneten lévő tárgyat
a homlokunkon érezzük.

Miért pont a homlokunk?
Mert egyébként nem sokra használjuk.

A legutóbbi fejlesztés neve BrainPort,

ez egy nyelvre illeszthető elektródarács,

amelyen át a videó-bemenet jelei kis
elektronikus tapintójelekké alakulnak.

A vakok olyan jól használják az eszközt,
hogy be tudják dobni a labdát a kosárba,

vagy bonyolult akadálypályán
irányítani tudják magukat.

A nyelvükön keresztül látnak.

Ez tiszta őrültségnek hangzik, igaz?

De ne feledjük, hogy minden kép nem más,

mint elektrokémiai jelek összessége,
amelyek agyunkban áramlanak.

Agyunk nem tudja,
honnan származnak a jelek,

csak azt, hogy mit kezdjen velük.

Laboromban süketek részére
az érzékszerv-felcserélést kutatom,

ebbe a projektbe bevontam

Scott Novich végzős PhD-hallgatót,

akinek ez a disszertáció-témája.

Azt tűztük ki célul,

hogy a környezet hangjait
valahogy átalakítsuk,

s így egy süket is érthesse a beszédet.

Hordozható számítógéppel
akartuk megoldani úgy,

hogy mobiltelefonon
és táblagépen is működjön.

Az eszköznek hordhatónak kellett lennie,

hogy akár ruha alatt is viselhessük.

Ez volt az elképzelésünk.

Ahogy most beszélek, a hangomat
a táblagép veszi,

onnan rákerül egy mellényre,
melyet rezgő motorok borítanak,

ilyenek vannak a mobilunkban is.

Ahogy most beszélek,

a hangot a készülék lefordítja
a mellény számára rezgésmintázattá.

Na mármost, ez nemcsak elmélet,

ez a táblagép egy sugárzó Bluetooth,
rajtam van a mellény.

Ahogy beszélek —, (Taps)

a hang dinamikus
rezgésmintázattá alakul át.

Érzem magam körül a hangok világát.

Teszteljük a berendezést süketeken is.

Kiderült, hogy nem kell hozzá sok idő,

és az emberek kezdik érezni,
kezdik érteni

a mellény nyelvét.

Ő itt a 37 éves Jonathan. Diplomás ember.

Teljesen süketnek született,

ami azt jelenti, hogy umweltjének
egy szelvénye a számára elérhetetlen.

Négy napig, napi két órát edzettük
Jonathant a mellénnyel,

itt éppen az ötödik napnál járunk.

Scott Novich: Te

David Eagleman: Scott kiejt egy szót,
Jonathan érzi a mellényén,

s leírja a táblára.

SN: Hol. Hol.

DE: Jonathan le tudja fordítani
a bonyolult rezgésmintázatokat

érthető beszédre.

SN: Érintsd. Érintsd.

DE: Na mármost, ezt Jonathan —

(Taps)

ezt Jonathan most nem tudatosan csinálja,
mert a mintázat túl bonyolult,

de az agya kezdi kapiskálni
a mintázatot, ami lehetővé teszi,

hogy rájöjjön az adatok értelmére.

Arra számítunk, hogy háromhavi
viselés után

már közvetlen hallásészlelési
élménye lesz ugyanúgy,

mint mikor egy vak végigfuttatja
az ujját a Braille-íráson.

Az értelme tudatos beavatkozás nélkül,
közvetlenül a lapról kerül az agyba.

Ez a technika gyökeresen
megváltoztathatja a helyzetet,

mert a másik megoldás a süketség
megszüntetésére a csiga-beültetés,

mely feltáró sebészeti beavatkozással jár.

Készülékünk 40-szer olcsóbb
a csiga-beültetésnél.

Ez a technikát világszerte, még a szegény
országokban is hozzáférhetővé teszi.

Az érzékszerv-felcserélésben
elért eredményeink kedvezők,

de sokat gondolkozunk
az érzékszerv-bővítésről.

Hogyan alkalmazhatjuk ezt a technikát
teljesen új érzékszerv létrehozására,

amely kitágítaná az emberi umweltet?

Például, be tudnánk-e táplálni
egyidejűleg adatokat

az internetről valaki agyába,

s ez kifejleszt-e közvetlen
érzékelési élményt?

Itt látjuk a laborunkban végzett
egyik kísérletünket.

Az alany szinkronban érzékeli
az adathálózatról bejövő áramlást

öt másodpercen keresztül.

Ekkor két gomb jelenik meg,
és neki választania kell,

de nem tudja, mi történik.

Választ, azután egy másodperc múlva
visszajelzést kap.

Az alanynak

fogalma sincs róla,
mit jelentenek a mintázatok,

viszont mi látjuk, ha már jobban tudja,
melyik gombot kell nyomnia.

Az alany nem tudja, hogy szinkronban

tőzsdei adatokat közlünk vele,

ő pedig adásvételi döntéseket hoz.

(Nevetés)

A visszacsatolás közli vele, hogy
helyes volt-e a döntése vagy sem.

Látható, hogy az emberi
umwelt kibővíthető.

Néhány hét után az alanynak már

közvetlen érzékelési élménye van
bolygónk gazdaságának működéséről.

Később, ha már látjuk, hogy ez
milyen jól megy, majd tudósítunk róla.

(Nevetés)

Még egy más dologgal is foglalkozunk.

A délelőtti előadások alatt
automatikusan átnézzük

a Twitteren a #TED2015-ös bejegyzéseket,

és automatizált érzelem-elemzéssel
vizsgáljuk,

hogy az emberek pozitív, negatív
vagy semleges szavakat használnak-e.

Mialatt ez folyik,

eközben én érzékelem,

így egyidejűleg rá vagyok kapcsolva

ezernyi ember összesített érzelmére,

ez pedig egy újfajta emberi élmény,
mert most tudhatom,

hogy vannak, és mennyire tetszik
önöknek az előadás.

(Nevetés) (Taps)

Ez nagyobb élmény, mint amekkorát
az ember egyébként tapasztal.

A pilóták umweltjét is bővítjük.

Itt a mellény 9 különféle paramétert

közvetít erről a quadcopterről.

úgymint dőlésszög, elfordulás,
orsózás, irány és haladási irány,

ezek segítik a pilótát a repülésben.

Ez olyan, mintha rettentően
kinyújtanánk a bőrét.

De ez még csak a kezdet.

Lelki szemeink előtt az lebeg,
hogy a modern pilótafülke műszereit

nem leolvassuk, hanem érezzük.

Ma információs világban élünk,

s van különbség a között, hogy a big data

eljut hozzánk vagy megtapasztaljuk őket.

Úgy hiszem, a lehetőségeknek
semmi nem szab határt

az ember érzékelés bővítésének.

Képzeljük el az űrhajóst,
aki érzi a nemzetközi űrállomás

általános egészségügyi állapotát,

vagy önök a saját láthatatlan egészségi
állapotukat érzékelik, pl.

a vércukorszintjüket
vagy mikrobiótájuk állapotát,

vagy látómezejük 360 fokos, vagy látják
az infravörös vagy az ultraibolya színt.

A lényeg a következő: minél inkább
haladunk az időben,

annál inkább megválaszthatjuk
a periféria-eszközeinket.

Már nem kell várnunk az anyatermészetre,
hogy megajándékozzon bennünket

érzékszervvel.

Ehelyett, mint egy jó szülő,
megadta a kellő eszközöket,

hogy megszabjuk a pályánkat.

Ma az a kérdés,

hogyan akarjuk megtapasztalni
a világmindenségünket.

Köszönöm.

(Taps)

Chris Anderson: Ezt most érzed?
DE: Igen.

Egyébként, először éreztem
a tapsot a mellénnyel.

Nagyon jó. Akár a masszírozás.
(Nevetés)

CA: A Twitter megőrül.
A Twitter becsavarodott.

Tehát, a tőzsdével végzett kísérlet.

Ez lenne az első kísérlet, amely
mindörökre biztosítja a finanszírozást,

amennyiben sikeres, nem?

DE: Nos, többé nem kellene
már kérvényt írnom az NIH-nek.

CA: Egy pillanatra hadd tamáskodjam.

Úgy értem, ez csodálatos,
de eddig nem sok bizonyítja,

hogy az érzékszerv-felcserélés működik,

s lehet, hogy az érzékszerv-bővítés nem?

Nem az a helyzet, hogy egy vak
azért lát a nyelvével,

mert a látási agykéreg még megvan,
és kész a földolgozásra,

és ez részben nélkülözhetetlen?

DE: Ez egy remek kérdés.
Egyelőre fogalmunk sincs,

hogy agyunk adatfajta-felfogó
képességének elméletileg mi a korlátja.

Általánosságban, az agy
hihetetlenül rugalmas.

Amikor valaki megvakul,
agyának látókéregnek nevezett részét

átveszi a tapintás, a hallás
vagy a szókincs.

Ebből látszik, hogy az agykéreg
egysíkúan működik,

a dolgoknak csak bizonyos fajtájú
földolgozását végzi.

Vegyük pl. a Braille-írást: az emberekhez

az információ az ujjbegyek birizgálása
útján jut el.

Ezért nincs okom föltételezni,

hogy lenne elméleti korlát.

CA: Ha ez beválik, elárasztanak
majd a témák.

Ennek olyan sok alkalmazása lehet.

Számolsz ezzel? Mi izgat leginkább,
melyik irány a legizgalmasabb?

DE: Gondolom, sok alkalmazás lehetséges.

Az érzékszerv-felcserélésen túl
— ezekről kezdtem beszélni

az űrállomáson lévő űrhajósokkal
kapcsolatban —, ők idejük nagy részét

megfigyeléssel töltik, helyette
észlelhetnék a történéseket,

mert ez tényleg alkalmas módszer
a többparaméteres adatokhoz.

A lényeg: látási rendszereink foltok
és körvonalak felismerésére jók,

de rossz, ha a mai világunkról
kell informálnia,

mert a világ adatokkal teli
képernyőkből áll.

Át kell őket néznünk
megfigyelő rendszereinkkel.

Ez a módja, hogy valaminek
az állapotát csak érezzük,

ahogy testünk helyzetét
tudomásul vesszük, mikor állunk.

Gondolom, hogy a nehéz-gépek,
a biztonság, egy gyár állapotának,

egy berendezésnek az érzékelése
— nyomban meg fog indulni.

CA: David Eagleman, elképesztő
előadás volt. Nagyon köszönöm.

DE: Köszönöm, Chris.
(Taps)