So sehr wir es auch wünschen mögen, es ist unwahrscheinlich, dass ein Raum voller Affen jemals die Werke von Shakespeare reproduzieren kann, egal wie lange sie dort sitzen und tippen. Aber was ist, wenn Sie ihre Gehirne verbunden haben? Könnten sie Großes erreichen - oder zumindest ein höheres Maß an Denkkraft erreichen?
Die Idee faszinierte Miguel Nicolelis, Direktor des Zentrums für Neuroengineering an der Duke University. Nicolelis hat viel Erfahrung darin, tierische Gehirne zu verkabeln und zu sehen, wozu sie in der Lage sind. Bereits 1999 verbanden er und sein Team von Duke das Gehirn einer Ratte mit einem Roboterarm. Seitdem stoßen sie an die Grenzen der sogenannten Gehirn-Maschinen-Schnittstellen.
Das brachte Nicolelis dazu, sich zu fragen, was möglich wäre, wenn Sie stattdessen Gehirne mit Gehirnen verbinden würden. Könnten Tiere lernen, buchstäblich zusammen zu denken?
Affen kommen zur Sache
Also machte er sich auf den Weg, um herauszufinden, ob mehrere unterschiedliche Tiergehirne zusammenarbeiten könnten, um eine Aufgabe auszuführen. Ziel war es, eine Art „Bio-Computer“ zu schaffen.
Für die Studie, die Anfang dieses Monats in Scientific Reports veröffentlicht wurde, platzierte das Nicolelis-Team zunächst Elektroden in das Gehirn von drei Rhesusaffen, die auf Bereiche abzielten, die mit Bewegungen in Verbindung standen. Diese wurden mit einem Computer verbunden, der das Bild eines Roboterarms kontrollierte. Obwohl ihre Gehirne nicht miteinander verbunden waren, lernten die Affen, obwohl sie sich in verschiedenen Räumen befanden, ihr Denken zu synchronisieren, damit sie den Bildschirmarm bewegen und einen Ball greifen konnten. Das brachte ihnen eine Belohnung mit Saft ein.
Dann machten die Forscher es schwerer. Sie erzeugten eine Situation, in der sich der Avatararm im dreidimensionalen Raum bewegen konnte. Aber jeder der drei Affen konnte nur eine oder zwei Arten von Bewegungen steuern - etwa nach oben oder unten oder nach rechts oder links -, sodass kein Affe allein den Arm effektiv genug bewegen konnte, um Saft zu gewinnen.
Im Laufe der Zeit begannen ihre getrennten Neuronen zusammenzuarbeiten und waren über den Computer in der Lage, den Arm zu bewegen und den virtuellen Ball zu erreichen. Ohne zu wissen, dass sie zusammenarbeiteten, hatten die Affen einen Affen-Superbrain erschaffen, sagte Nicolelis oder, wie er es nannte, ein „Brainet“.
Mehr Gedanken verschmelzen
Aber Nicolelis und die Herzogforscher haben hier nicht aufgehört. Sie gingen noch einen Schritt weiter mit einer Gruppe von vier erwachsenen Ratten. Anstatt ihre Gehirne über einen Computer miteinander zu verbinden, wurden diesmal die Gehirne der Tiere direkt miteinander verbunden.
Sie verbanden zwei Elektrodensätze mit den Gehirnen der Ratten und richteten sich auf die mit der Bewegung verbundene Region. Eine Elektrode stimulierte einen bestimmten Teil des Gehirns, während die andere ihre Aktivität aufzeichnete. Wenn eine Rate auf Berührung reagierte, konnte sie das Wissen über diese Reaktion an die anderen Ratten weitergeben.
Durch Versuch und Irrtum lernten diese Ratten, ihr Gehirn zu synchronisieren - wofür sie belohnt wurden. In einem Experiment waren die Tiere in der Lage, unterschiedliche Gehirnreaktionen auf unterschiedliche Signale, einen einzelnen elektrischen Impuls oder vier von ihnen zu erzeugen. Als das passierte, waren diese vier Gehirne zu einem einfachen Computer geworden, der eine Antwort als Gruppe verarbeitete.
Dies zeigte sich deutlich in der zweiten Hälfte des Rattenexperiments. Diesmal erhielten die Tiere elektrische Stimulationsmuster, die steigende oder fallende Temperaturen und steigenden oder fallenden Luftdruck repräsentieren sollten. Basierend darauf, wie das Gehirn diese Muster interpretierte und darauf reagierte, konnten die Ratten vorhersagen, ob es regnen würde.
Es stellte sich heraus, dass die Vorhersagen der Ratten konsistent genauer waren, wenn ihr Gehirn zusammenarbeitete, als wenn einzelne Ratten versuchten, diese Vorhersagen allein zu treffen. Nicolelis erklärte: „Die Ratten konnten die Aufgaben auf die Tiere verteilen, sodass ihre individuelle Arbeitsbelastung geringer war. Das haben wir anfangs nicht erwartet. “
Gehirngewinn?
Faszinierendes Zeug, aber was bedeutet es für uns Menschen? Glaubt Nicolelis, dass eines Tages das menschliche Gehirn tatsächlich miteinander verbunden sein wird, um verwirrende Probleme zu lösen? Und welche Art von dunkler Box wird geöffnet, sobald eine andere Person direkten Zugang zu dem hat, was in unserem Gehirn passiert?
Für seinen Teil sieht Nicolelis den potenziellen Wert eines menschlichen „Gehirns“ in der Behandlung von Menschen mit einer neurologischen Verletzung oder Behinderung. Zum Beispiel glaubt er, dass eine Person, die einen Schlaganfall erlitten hat, ihre Rehabilitation beschleunigen könnte, wenn sie ihre Sprache und motorischen Fähigkeiten in Verbindung mit einem gesunden Gehirn neu lernen könnte. Er hat auch gesagt, dass er sich vorstellen könnte, dass ein Team von Chirurgen das Gehirn zusammenführt, um eine schwierige Operation abzuschließen, oder dass Mathematiker sich die Gehirnleistung teilen, um ein komplexes Problem zu lösen.
Natürlich wird es eine Weile dauern, bis die Leute sich gegenseitig in den Kopf stecken. Offensichtlich müsste der Prozess viel weniger invasiv sein als bei den Affen und Ratten, bei denen Elektroden in ihr Gehirn implantiert wurden. Und als die Duke-Experimente die Zusammenarbeit zwischen den Gehirnen der Ratten verfolgten, überwachten sie nur 3.000 Neuronen. Das menschliche Gehirn ist viel komplexer - es hat knapp 100 Milliarden Neuronen -, daher müsste die Technologie wahrscheinlich Informationen von Hunderttausenden von Neuronen aufzeichnen und übertragen.
Diese Herausforderung scheint jedoch weitaus weniger abschreckend als die ethischen Herausforderungen, die sich aus dem Brain-Sharing ergeben. Wenn Menschen Teil eines Gehirns werden und ihre Gehirnsignale aufgezeichnet werden, verlieren sie dann das Recht, sie privat zu halten? Nehmen wir an, sie hätten das Recht, ihre Geheimnisse geheim zu halten. Konnte irgendeine Gruppe, Firma oder Person, die ein Gehirnnetz überwacht, garantieren, dass die Daten aus Ihrem Gehirn niemals gestohlen werden könnten?
Das ist ein Dilemma für einen weiteren Tag, von dem Wissenschaftler wie Miguel Nicolelis hoffen, dass sie die Gelegenheit haben, sich damit auseinanderzusetzen.
