Sinyal otak yang dikirim melalui Internet dari seorang peneliti mengendalikan gerakan tangan seorang rekan peneliti.
Peneliti dari University of Washington telah melakukan apa yang mereka yakini sebagai antarmuka otak manusia-ke-manusia non-invasif pertama, dengan satu peneliti mampu sinyal otak melalui Internet untuk mengendalikan gerakan tangan sesama peneliti.
Menggunakan rekaman otak listrik dan bentuk stimulasi magnetik, Rajesh Rao mengirim sinyal otak ke Andrea Stocco di sisi lain kampus Universitas Washington, menyebabkan jari Stocco bergerak pada keyboard.
Sementara para peneliti di Universitas Duke telah menunjukkan komunikasi otak-ke-otak antara dua tikus, dan para peneliti Harvard telah menunjukkannya antara manusia dan tikus, Rao dan Stocco percaya ini adalah demonstrasi pertama antarmuka otak manusia-ke-manusia.
Peneliti Universitas Washington Rajesh Rao, kiri, memainkan permainan komputer dengan pikirannya. Di seberang kampus, peneliti Andrea Stocco, kanan, memakai perangsang stimulasi magnetik di atas daerah korteks motorik otaknya. Jari telunjuk kanan Stocco bergerak tanpa sengaja untuk menekan tombol "api" sebagai bagian dari demonstrasi antarmuka otak-ke-otak manusia pertama. Kredit foto: Universitas Washington
"Internet adalah cara untuk menghubungkan komputer, dan sekarang ini bisa menjadi cara untuk menghubungkan otak," kata Stocco. "Kami ingin mengambil pengetahuan tentang otak dan mengirimkannya langsung dari otak ke otak."
Para peneliti menangkap demonstrasi penuh pada video yang direkam di kedua laboratorium. Versi berikut ini telah diedit dengan panjang. Video dan foto resolusi tinggi ini juga tersedia di situs web penelitian.
Rao, seorang profesor UW bidang sains dan teknik komputer, telah bekerja pada interfacing otak-komputer di labnya selama lebih dari 10 tahun dan baru saja menerbitkan buku tentang masalah ini. Pada 2011, didorong oleh kemajuan teknologi yang pesat, ia yakin bisa mendemonstrasikan konsep antarmuka manusia-ke-otak. Jadi dia bermitra dengan Stocco, asisten profesor riset UW di bidang psikologi di Institute for Learning & Brain Sciences.
Pada 12 Agustus, Rao duduk di labnya mengenakan topi dengan elektroda terhubung ke mesin electroencephalography, yang membaca aktivitas listrik di otak. Stocco berada di labnya di seberang kampus mengenakan topi renang berwarna ungu yang ditandai dengan situs stimulasi untuk kumparan stimulasi magnetik transkranial yang ditempatkan langsung di atas korteks motorik kirinya, yang mengontrol gerakan tangan.
Tim memiliki koneksi Skype yang telah diatur sehingga kedua laboratorium dapat berkoordinasi, meskipun Rao maupun Stocco tidak dapat melihat layar Skype.
Rao menatap layar komputer dan memainkan video game sederhana dengan pikirannya. Ketika dia seharusnya menembakkan meriam ke sasaran, dia membayangkan menggerakkan tangan kanannya (berhati-hati untuk tidak benar-benar menggerakkan tangannya), menyebabkan kursor menekan tombol "tembak". Hampir seketika, Stocco, yang mengenakan earbud peredam bising dan tidak melihat layar komputer, tanpa sadar menggerakkan jari telunjuk kanannya untuk mendorong tombol spasi pada keyboard di depannya, seolah-olah menembakkan meriam. Stocco membandingkan perasaan tangannya yang bergerak tanpa sadar dengan perasaan gugup.
"Sungguh mengasyikkan sekaligus menakutkan untuk menyaksikan aksi imajiner dari otak saya diterjemahkan ke dalam aksi aktual oleh otak lain," kata Rao. “Ini pada dasarnya adalah aliran informasi satu arah dari otak saya ke otaknya. Langkah selanjutnya adalah melakukan percakapan dua arah yang lebih adil secara langsung antara kedua otak. "
Teknologi yang digunakan oleh para peneliti untuk merekam dan merangsang otak keduanya terkenal. Electroencephalography, atau EEG, secara rutin digunakan oleh dokter dan peneliti untuk merekam aktivitas otak secara non-invasif dari kulit kepala. Stimulasi magnetik transkranial adalah cara noninvasif untuk memberikan stimulasi ke otak untuk memperoleh respons. Efeknya tergantung pada tempat koil ditempatkan; dalam hal ini, ia ditempatkan langsung di atas wilayah otak yang mengontrol tangan kanan seseorang. Dengan mengaktifkan neuron-neuron ini, stimulasi meyakinkan otak bahwa ia perlu menggerakkan tangan kanan.
Siklus percobaan. Sinyal otak dari "er" direkam. Ketika komputer mendeteksi gerakan tangan yang dibayangkan, perintah "api" ditransmisikan melalui Internet ke mesin TMS, yang menyebabkan gerakan ke atas dari tangan kanan "Penerima." Ini biasanya menghasilkan kunci "api" yang dipukul. Kredit gambar: Universitas Washington
Sarjana ilmu komputer dan teknik Matthew Bryan, Bryan Djunaedi, Joseph Wu dan Alex Dadgar, bersama dengan mahasiswa pascasarjana bioteknologi Dev Sarma, menulis kode komputer untuk proyek tersebut, menerjemahkan sinyal otak Rao menjadi perintah untuk otak Stocco.
"Antarmuka otak-komputer adalah sesuatu yang sudah lama dibicarakan orang," kata Chantel Prat, asisten profesor psikologi di Institute for Learning & Brain Sciences, serta istri dan mitra penelitian Stocco yang membantu melakukan percobaan. "Kami menyambungkan otak ke komputer paling rumit yang pernah dipelajari, dan itu adalah otak lain."
Pada blush on pertama, terobosan ini mengingatkan semua jenis skenario fiksi ilmiah. Stocco dengan bercanda menyebutnya sebagai "Vulcan mind berbaur." Tapi Rao mengingatkan teknologi ini hanya membaca beberapa jenis sinyal otak sederhana, bukan pikiran seseorang. Dan itu tidak memberi siapa pun kemampuan untuk mengendalikan tindakan Anda di luar kehendak Anda.
Kedua peneliti berada di lab mengenakan peralatan yang sangat khusus dan dalam kondisi ideal. Mereka juga harus mendapatkan dan mengikuti serangkaian aturan pengujian subjek manusia internasional yang ketat untuk melakukan demonstrasi.
"Saya pikir beberapa orang akan terkejut dengan ini karena mereka akan melebih-lebihkan teknologi," kata Prat. "Tidak mungkin teknologi yang kita miliki dapat digunakan pada seseorang tanpa sadar atau tanpa partisipasi mereka."
Stocco mengatakan bertahun-tahun dari sekarang teknologi itu dapat digunakan, misalnya, oleh seseorang di darat untuk membantu pramugari atau penumpang mendaratkan pesawat jika pilotnya menjadi tidak mampu. Atau seorang penyandang cacat dapat mengomunikasikan keinginannya, misalnya, untuk makanan atau air. Sinyal otak dari satu orang ke orang lain akan bekerja bahkan jika mereka tidak berbicara bahasa yang sama.
Rao dan Stocco selanjutnya berencana untuk melakukan percobaan yang akan mengirimkan informasi yang lebih kompleks dari satu otak ke otak lainnya. Jika itu berhasil, mereka kemudian akan melakukan percobaan pada kumpulan subjek yang lebih besar.
Penelitian mereka didanai sebagian oleh Pusat Penelitian Teknik National Science Foundation untuk Sensorimotor Neural Engineering di UW, Kantor Penelitian Angkatan Darat AS dan National Institutes of Health.
Melalui Universitas Washington