"20 Fragen" durch Gehirn-zu-Gehirn-Kommunikation spielen

In einem bahnbrechenden Experiment hat ein Team der Universität von Washington zwei menschliche Gehirne für eine Frage-und-Antwort-Sitzung verbunden - ein Spiel, das sie "20 Fragen mit dem Verstand" nennen. Der Bericht wurde veröffentlicht in PLUS EINS.
Ein interaktives Spiel wurde mit Gehirn-zu-Gehirn-Signalen gespielt.

Das Team schuf eine direkte Brain-to-Brain-Interface (BBI) -Verbindung, um es Paaren von Teilnehmern zu ermöglichen, das Frage-und-Antwort-Spiel zu spielen, indem sie Signale von einem Gehirn zum anderen über das Internet übertragen.

Die Hauptautorin war Andrea Stocco, PhD, Assistenzprofessorin für Psychologie und Forscherin am Institut für Lernen und Brain Sciences der University of Washington (UW). Einer der Mitautoren ist Prof. Rajesh Rao von Computer Science and Engineering an der UW, spezialisiert auf Brain Computer Interfaces (BCI). Das Team arbeitet seit 2011 zusammen.

Stocco glaubt, dass dies das komplexeste Gehirn-zu-Gehirn-Experiment ist, das bisher beim Menschen erreicht wurde, und das erste Experiment zeigt, dass zwei Gehirne miteinander verknüpft werden können, damit eine Person erraten kann, was der andere denkt.

Gedanken übertragen durch visuelle Signale

Die Aktivität funktioniert, indem bewusste Erfahrungen durch visuelle Signale kommuniziert werden.

Um das Spiel zu spielen, sitzen zwei Teilnehmer in abgedunkelten Räumen fast eine Meile auseinander. Jeder sieht einen Bildschirm. Der "Befragte" trägt eine Kappe, die mit einer Elektroenzephalographie (EEG) verbunden ist, die die elektrische Gehirnaktivität aufzeichnet. Der "Anfrager" hat eine Magnetspule hinter dem Kopf positioniert.

Dem Befragten wird ein Objekt auf einem Computerbildschirm angezeigt, während der Anfrager eine Liste möglicher Objekte und zugehörige Fragen sieht.

Der Anfragende klickt eine Maus, die eine Frage an den Befragten sendet. Der Befragte antwortet mit "Ja" oder "Nein", indem er sich auf eine der zwei blinkenden LED-Anzeigen am Monitor konzentriert. Die Lichter blinken mit unterschiedlichen Frequenzen.

Eine "Nein" - oder "Ja" -Antwort sendet beide ein Signal an den Anfragenden über das Internet. Das Signal aktiviert die vom Anfrager getragene Magnetspule.

Das Video unten zeigt das Frage-und-Antwort-Spiel in Aktion:

Antworten übertragen durch Gehirnsignale

Eine "Ja" -Antwort erzeugt eine Reaktion, die intensiv genug ist, um den visuellen Kortex zu stimulieren und den Forscher dazu zu bringen, einen Lichtblitz zu sehen, der als "Phosphen" bekannt ist. Das Phosphen, das wie ein Klecks, Wellen oder eine dünne Linie erscheint, wird erzeugt, wenn das Gesichtsfeld kurz unterbrochen wird; es sagt dem Fragesteller, dass die Antwort "ja" ist. Durch Antworten auf die einfachen Ja- oder Nein-Fragen identifiziert der Anfragende den richtigen Artikel.

Fünf Teilnehmerpaare spielten 20 Runden des Frage-Antwort-Spiels. Jedes Spiel hatte acht Objekte und drei Fragen, die das Spiel bei richtiger Antwort lösen würden. Die Sessions waren eine zufällige Mischung aus 10 echten Spielen und 10 Kontrollspielen, die auf die gleiche Weise strukturiert waren.

Um Teilnehmer daran zu hindern, mit Hilfe von Ton anstatt mit direkter Gehirnkommunikation zu schummeln, trugen die Forscher Ohrstöpsel, um zu vermeiden, dass sie die unterschiedlichen Töne hörten, die durch die unterschiedlichen Stimulationsintensitäten der "Ja" - und "Nein" -Antworten erzeugt wurden. Die Stimulationsintensitäten wurden auch von Spiel zu Spiel leicht variiert.

Bei den Kontrollspielen wurde ein Kunststoffdistanzstück in das vom Anfragenden getragene Gerät eingesetzt, das das Magnetfeld schwächte und die Bildung von Phosphenen verhinderte. Nachforschungen wussten weder über den Spacer, noch was ein echtes Spiel war und welches eine Kontrolle war.

Die Teilnehmer haben das korrekte Objekt in 72% der realen Spiele erfolgreich erraten, aber nur 18% in den Kontrollrunden.

Falsche Vermutungen in den realen Spielen könnten durch mehrere Faktoren verursacht werden, einschließlich der Unsicherheit darüber, ob ein Phosphen aufgetreten ist, der Befragten, die die Antworten auf Fragen nicht kennen, oder sich auf beide Antworten konzentrieren, da das Gehirn zu keiner Zeit über nur eine Sache nachdenkt . Unterbrechungen könnten auch auf Hardwareprobleme zurückzuführen sein.

Außerdem ist etwas, das man mit dem Gehirn sieht, nicht etwas, an das man gewöhnt ist; das hätte eine Ablenkung sein können.

Das BBI ist es nicht nur das erste Mal, dass die Teilnehmer eine interaktive Aufgabe mittels Zweiwege-Kommunikation in Echtzeit lösen können. Es ist auch das erste Experiment, bei dem die Stimulation des visuellen Kortex visuelle, privat erlebte und bewusst wahrgenommene Reize vermittelt vom Fragesteller.

Während andere Wissenschaftler eine Gehirn-zu-Gehirn-Verbindung zwischen Ratten und Affen hergestellt haben, war das UW-Team auch das erste, das 2013 eine direkte Gehirn-zu-Gehirn-Verbindung zwischen Menschen demonstrierte, als sie nicht-invasive Technologie nutzten, um die Gehirnsignale eines Menschen zu senden das Internet, um die Handbewegungen einer anderen Person zu kontrollieren.

Zukünftige Anwendungen: Hilfe für Menschen mit Hirnschäden oder -störungen

Co-Autorin Chantel Prat sagt, der nächste Schritt könnte "Gehirn-Nachhilfe" sein, bei der Signale direkt von gesunden Gehirnen zu Gehirnen übertragen werden, die durch externe Faktoren wie Schlaganfall oder Unfall entwicklungsgeschädigt oder beeinträchtigt sind, oder einfach Wissen vom Lehrer zu übertragen Schüler.

Eine andere Möglichkeit ist die Übertragung von Gehirnzuständen: Signale könnten von einer wachen Person zu einer schläfrigen Person gesendet werden, oder von einem fokussierten Schüler zu einer mit Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS).

Prat fügt hinzu:

"Stellen Sie sich vor, Sie hätten jemanden mit ADHS und einen neurotypischen Studenten. Wenn der Nicht-ADHS-Schüler aufpasst, wird das Gehirn des ADHS-Schülers automatisch in einen Zustand größerer Aufmerksamkeit versetzt."

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