John-Dylan Haynes – czytający w myślach

Kognitywiści muszą z pewnym rozbawieniem posługiwać się terminem „czytanie w myślach” (ang. mind ­reading). Nie chodzi im w końcu o żadne telepatyczne zdolności, którymi można się chwalić na magicznych pokazach. Dla naukowców „czytanie w myślach” to wnioskowanie lub odczuwanie (toczy się wielka debata, które z tych słów jest właściwe) na podstawie obserwacji zachowania drugiej osoby, na czym skupia ona uwagę, jakie przeżywa emocje lub jakie są jej zamiary. Nie muszę zatem odgadnąć na oczach podekscytowanej publiczności, o jakim kolorze albo przedmiocie pomyślała przypadkowa (lub, idąc na łatwiznę – podstawiona) osoba, by zgodnie z naukowym żargonem czytać w jej myślach. Wystarczy, że nacisnę przycisk otwierający drzwi tramwaju, gdy zobaczę, jak ktoś pędzi na złamanie karku w kierunku przystanku.

Czytanie w myślach jest ważnym obszarem badawczym, obleganym przez przedstawicieli różnych gałęzi nauki. Bada się m.in. procesy psychologiczne, które się na nie składają (np. automatyczne i nieświadome naśladowanie cudzej mimiki), neuronalne mechanizmy leżące u ich podłoża (np. słynne neurony lustrzane) czy zaburzenia, które czytanie w myślach utrudniają (autyzm). Sprawdza się także, kiedy ta umiejętność się rozwija u dzieci i czy potrafią się nią posługiwać inne zwierzęta (małpy człowiekowate – owszem).

Neurobiolog John-Dylan Haynes, dyrektor Berlińskiego Centrum Zaawansowanego Neuroobrazowania, też używa w swoich publikacjach pojęcia „czytanie w myślach”. Ale jako jeden z nielicznych robi to w sensie znacznie bliższym temu, co widzimy podczas magicznych pokazów albo w filmach science fiction.

Pomyśl o samochodzie

W najprostszym eksperymencie zespół Haynesa wyświetla osobom leżącym w skanerze do neuroobrazowania sekwencję obrazków przedstawiających np. ludzką twarz, parę butów, owczarka niemieckiego, bukiet róż itd. Przetwarzając takie sygnały wzrokowe, mózg przyjmuje charakterystyczne wzorce aktywności – widok każdego z obrazków aktywuje różne sieci neuronów. Nie tylko w korze wzrokowej w tylnej części mózgu – także np. w korze ruchowej (zwłaszcza gdy obserwujemy sceny ruchu) w płacie czołowym, albo w zakręcie wrzecionowatym w korze skroniowej, gdy obserwujemy twarze. Niemal każdy obrazek wywołuje zresztą rozległe aktywacje wielu sieci neuronów rozproszonych po całym mózgu. Dzięki skanerowi jesteśmy w stanie te wzorce aktywności identyfikować i przypisywać poszczególnym ilustracjom.

Następna część zadania polega na „nakarmieniu” algorytmu komputerowego zestawem danych złożonych z obrazka i odpowiadającego mu wzorca aktywności mózgu. Potem, gdy programowi podsuniemy same skany, będzie w stanie przyporządkować do nich odpowiednie obrazki – czyli rozpoznać, na co patrzyła osoba, której mózg przeskanowano. Na razie nie brzmi to może zbyt spektakularnie – ale magia zacznie się zaraz.

Zespół Haynesa wykazał bowiem, że odpowiednio przyuczony komputer potrafi odtworzyć schemat płynnej animacji lub filmu, które wyświetlano osobom badanym, jedynie na podstawie wyniku skanu pracy ich mózgu przeprowadzonego w czasie oglądania animacji. Zrekonstruowane animacje nie mają ogromnej rozdzielczości – na razie to raczej kolorowe plamy i schematyczne wzory, ale i tak frapująco podobne do tego, co pierwotnie obserwowali badani. Nie ma wątpliwości, że wraz z rozwojem technik neuroobrazowania – gdy za pomocą nieinwazyjnych skanerów będziemy mogli odczytywać aktywność niewielkich skupisk neuronów (lub nawet pojedynczych komórek), uda się znacznie precyzyjniej rekonstruować oglądane animacje.

Zespołowi Haynesa udało się także udowodnić, że podobne wzorce aktywności wywołuje zarówno oglądanie obrazka z jakimś przedmiotem albo sceną, jak i wyobrażanie sobie takiego samego przedmiotu czy sceny. Program komputerowy wyposażony w zestaw danych pochodzących z pierwszego eksperymentu (gdy badani oglądali obrazki) potrafi zatem rozpoznawać na podstawie analizy wzorców aktywności mózgu, z niemal stuprocentową skutecznością, o czym dana osoba myślała (co sobie wyobrażała), gdy leżała w skanerze. Co istotne, uczestnik eksperymentu nie musiał być specjalnie instruowany przez badaczy. Po prostu poproszono go, by pomyślał o jakimś przedmiocie czy scenie – dowolnych.

Na herbatce u babci

Haynes lubi porównywać swoją pracę do działalności kryptologów. Przy czym maszyna szyfrująca, której kod trzeba złamać, w tym przypadku nie składa się jak niemiecka Enigma z wirników, kół zębatych, bębnów i kabli, ani nawet z lamp elektronowych czy tranzystorów – ale ze skomplikowanych sieci ok. 86 mld neuronów.

Każda nasza myśl, każdy stan mentalny, charakteryzuje się specyficznym wzorcem aktywności neuronów. Czy jesteśmy zadowoleni z efektów naszej pracy, rozbawieni sceną w skeczu Monty Pythona, zrelaksowani na plaży, przerażeni trudnością zadania na maturze z matematyki, oburzeni hipokryzją wpływowego polityka; czy oglądamy mecz swojej ulubionej (albo znienawidzonej) drużyny, która właśnie strzela lub traci bramkę; czy obgadujemy sąsiada albo sąsiadkę, czy kłócimy się z żoną albo przekomarzamy z byłym mężem – tym wszystkim stanom mentalnym towarzyszą odmienne wzorce aktywności mózgu. Haynes powtarza, że jego celem jest rozszyfrowanie, co nimi wszystkimi rządzi i jaka zasada sprawia, że dany wzorzec aktywności neuronów oznacza: „jem jabłko i oglądam konkurs skoków narciarskich, licząc na dobry występ Kamila Stocha”, a inny „już mnie rozbolał brzuch, ale sięgnę po jeszcze jedno ciastko, babci się przecież nie odmawia”.

Na pierwszy rzut oka to zadanie beznadziejnie trudne, ale pierwsze kroki, a może raczej kroczki, już zostały wykonane. Zespół Haynesa wykazał bowiem, że wzorce aktywacji neuronów nie są całkowicie przypadkowe, a mózg faktycznie ma pewien system kodowania pojęć i reprezentowania myśli. Podobne sceny czy przedmioty wywołują podobne aktywacje, a jedne aktywacje można w jakimś zakresie uogólniać na inne. W swoich wykładach Haynes obrazuje to zjawisko następującym przykładem: pewien wzorzec aktywności wiąże się z wyobrażaniem sobie samochodu, inny – roweru. Gdy udostępnimy komputerowi te dane, a następnie zapytamy go, co może oznaczać trzeci wzorzec – trochę przypominający wzorzec aktywności typowy dla roweru, a trochę ten odpowiadający samochodowi, komputer z dużym prawdopodobieństwem będzie potrafił poprawnie odpowiedzieć, że chodzi o motocykl. Mimo że nigdy wcześniej nie widział wzorca aktywności mózgu towarzyszącego wyobrażaniu sobie motocyklu.

Nic dziwnego więc, że rzesza filozofów – a pewnie również szefów wywiadu, prawników czy marketingowców – uważnie śledzi postępy dokonywane w tej dziedzinie. W przyszłości ludzkość może dysponować narzędziami, które zmienią reguły gry; obedrą z prywatności to, co najbardziej intymne: nasze własne myśli. Ale droga do tego jest bardzo długa.

To wcale nie moja decyzja

Trudno jednak powstrzymać ludzką ciekawość i ujarzmić spekulacje, zwłaszcza że badania zespołu Haynesa i innych uczonych ujawniły już wiele fascynujących cech naszych mózgów. Na przykład to, że występują znaczne różnice między wzorcami aktywności poszczególnych ludzi, nawet jeśli wywołamy u nich podobne stany mentalne. Jeśli dany wzorzec towarzyszy wyobrażaniu sobie przeze mnie butelki wody mineralnej, nie oznacza to wcale, że jeśli ty pomyślisz o ­wodzie ­mineralnej, twój mózg wykaże podobny wzorzec aktywności. Jak można się spodziewać, nasze indywidualne doświadczenia, przeżycia, wiedza, otoczenie kulturowe – krótko mówiąc, cała historia naszego życia wpływa na to, jak nasz mózg konstruuje konkretne myśli (stąd również wzorce aktywności towarzyszące konkretnym myślom zmieniają się w czasie). Pewnie dlatego – jak zauważył w jednym z publicznych wykładów Haynes – często tak trudno nam się dogadać. Filozofowie mogą machać rękami, że wiedzą to wszystko od dawna, ale powinni zarazem przyznać, że ustalenie mózgowego komponentu naszych różnic w myśleniu dodaje tej wiedzy dodatkowego uzasadnienia. Oczywiście te różnice sprawiają, że wszyscy drżący o nieautoryzowany wyciek własnych myśli mogą nieco odetchnąć – budowa uniwersalnego urządzenia do czytania w głowie będzie w praktyce piekielnie trudna, o ile w ogóle wykonalna.

Niejako przy okazji Haynes narobił zamieszania również w dyskusjach dotyczących istnienia wolnej woli. Od lat 80. XX w., od czasów słynnych eksperymentów Benjamina Libeta, wiadomo było, że moment uświadomienia sobie podjęcia bardzo prostej decyzji (o naciśnięciu przycisku) poprzedzony jest specyficzną aktywnością mózgu (w korze przedmotorycznej), którą można zmierzyć przy pomocy elektroencefalografu (EEG). Oglądając zapis tej aktywności, można z dużym prawdopodobieństwem przewidzieć, że za ułamek sekundy wykonany zostanie dany ruch – i to jeszcze przed tym, zanim wykonawca tego ruchu uświadomi sobie swój własny zamiar. W tradycyjnych interpretacjach uświadomienie sobie zamiaru wykonania jakiejś czynności utożsamiano z momentem podjęcia wolnej decyzji. Ale jeśli decyzja faktycznie ma być wolna, to czemu można ją przewidzieć, obserwując wcześniejszą aktywność mózgu? Ustalenia Libeta nie przekonały wszystkich, że wolna wola nie istnieje (że jesteśmy tylko świadkami decyzji podejmowanych automatycznie przez nasze mózgi), ale zmusiły filozofów do poważnego przemyślenia, jak w ogóle powinniśmy rozumieć to pojęcie.

Haynes, korzystając z nowocześniejszych metod neuroobrazowania niż Libet (m.in. fMRI), chciał zbadać, jak takie stany mentalne, intencje, są kodowane w mózgu. Ku jego zdziwieniu wyniki pokazały, że pewien wzorzec aktywności mózgu pozwala przewidywać zachowania aż do 5-10 sekund, zanim człowiek uświadomi sobie, że zamierza coś zrobić. Z milisekundami, o których mówił Liebet, można jeszcze jakoś żyć. Ale 5-10 sekund? Ja często nie planuję przyszłości z takim wyprzedzeniem!

Co więcej, w eksperymentach Haynesa ludzie podejmowali bardziej złożone decyzje niż ta o naciśnięciu przycisku w dowolnym momencie. To mogły być nawet decyzje dotyczące abstrakcyjnych czynności, takich jak dodawanie albo odejmowanie. Zespół Haynesa, obserwując wzorce aktywności mojego mózgu, i tak byłby w stanie z kilkusekundowym wyprzedzeniem – i z dużą, choć ograniczoną skutecznością – przewidzieć, które z tych działań wykonam. Oczywiście codziennie podejmujemy mnóstwo znacznie bardziej skomplikowanych decyzji, a z wieloma zmagamy się przez wiele dni (wybór pracy, kierunku studiów, partnera, sposobu leczenia itd.). Zawsze można się jednak zastanawiać, czy wyników badań Haynesa nie da się na takie sytuacje ekstrapolować. Może, pomimo naszego przekonania o byciu panami swojego losu, o wszystkim i tak decydują zachodzące w naszych mózgach procesy, których nie jesteśmy świadomi?

Pojedynek z mózgiem

Benjamin Libet argumentował za istnieniem wolnej woli, wskazując, że człowiek w czasie tych kilkuset milisekund, dzielących „przygotowawczą” aktywność mózgu od uświadomienia sobie decyzji o wykonaniu ruchu, ma niewielkie „okienko” na anulowanie swojego zamiaru – zaniechanie planowanego ruchu. Wolna wola – stwierdził Libet – przypomina możliwość postawienia weta. Haynes postanowił przetestować tę zdolność stawiania weta eksperymentalnie – projektując pomysłową „grę w pojedynek”.

Badani podłączeni byli do urządzenia do neuroobrazowania (w tym przypadku posługiwano się techniką elektroencefalografii – EEG), a ich zadanie było proste – naciśnięcie nogą przycisku znajdującego się na podłodze. W tym czasie badani obserwowali lampkę: jeżeli nacisnęli przycisk w momencie, gdy lampka była zgaszona, otrzymywali punkt. Jeżeli zrobili to wtedy, gdy lampka się świeciła – tracili punkt. Na razie zadanie brzmi prosto – ale to oczywiście nie wszystko. Aparaturę do EEG podłączono bowiem do komputera, który analizował w czasie rzeczywistym wzorce aktywności mózgu osób badanych. Gdy komputer wychwycił specyficzny wzorzec poprzedzający wykonanie ruchu, zapalał lampkę. Chodziło więc o sprawdzenie, czy osoby badane potrafią wymanewrować komputer – naciskać przycisk, gdy ten nie będzie się tego spodziewał. Wyniki – zgodnie z przewidywaniami Libeta – pokazały, że do pewnego stopnia to faktycznie możliwe. Prawo weta może zadziałać, choć i tak istnieje „moment, od którego nie ma już odwrotu” – dlatego komputer, gdy zapalał lampkę odpowiednio późno, znacznie częściej zdobywał punkty.

Choć aż prosi się o dalsze spekulacje, na tym etapie skorzystać trzeba chyba z możliwości weta i posłuchać sprawcy zamieszania. Powtarza on jak mantrę: pozwólcie nam na dwie dekady badań, potem zbierzemy wyniki i zaprosimy wszystkich do dyskusji.