Σύνδεση εγκεφάλου-υπολογιστή: Προοπτικές και Επιπτώσεις

Οι διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή (brain computer interfaces - BCI) είναι τεχνολογίες που συνδέουν τον εγκέφαλό μας με υπολογιστές και άλλες συσκευές. Φανταστείτε να μπορούμε να ελέγχουμε έναν υπολογιστή ή ένα τεχνητό άκρο χρησιμοποιώντας μόνο τις σκέψεις μας. Ακούγεται σαν κάτι βγαλμένο από ταινία επιστημονικής φαντασίας, αλλά σιγά σιγά θα γίνει η νέα μας πραγματικότητα. Σε έναν κόσμο που ολοένα και περισσότερo κατακλύζεται απο τεχνολογικές εξελίξεις, όπως η Τεχνητή Νοημοσύνη, τα BCI είναι πιο επίκαιρα απο ποτέ, καθώς ανοίγουν δρόμους για την ανεμπόδιστη επικοινωνία μεταξύ ανθρώπων και μηχανών. Ο Δρ. James Giordano, Καθηγητής Νευρολογίας, Βιοχημείας και Ηθικής στο Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου Georgetown, μας εξηγεί πώς τα BCI μπορούν να ενισχύσουν τις ανθρώπινες ικανότητες, να μεταμορφώσουν τα συστήματα υγειονομικής περίθαλψης και να δημιουργήσουν ένα μέλλον όπου οι σκέψεις μας θα μπορούν να διαμορφώσουν την τεχνολογία με τρόπους που ποτέ δεν είχαμε φανταστεί, ωστόσο με ορισμένους κινδύνους.

Μπορείτε να εξηγήσετε, με απλά λόγια, τι είναι η διασύνδεση εγκεφάλου-υπολογιστή και γιατί είναι ένας σημαντικός τομέας έρευνας της νευροεπιστήμης;

Οι διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή συνδέουν τη λειτουργία του εγκεφάλου με υπολογιστικά συστήματα, μέσω της χρήσης ενσωματωμένου υλικού (hardware) και λογισμικού.

Για παράδειγμα, διάφορες μορφές διακρανιακών και ενδοκρανιακών αισθητήρων μπορούν να συνδεθούν με υπολογιστικά συστήματα, τα οποία (1) συλλέγουν, κωδικοποιούν και επιτρέπουν την αναγνώριση και τη συσχετιστική ερμηνεία των αισθητών σημάτων, (2) επιτρέπουν τη μετάδοση δεδομένων εισόδου που παράγονται και κατευθύνονται από τον υπολογιστή σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου για να διαμορφώσουν γνωστικές λειτουργίες, συναισθήματα και συμπεριφορές και (3) συνδέουν τα εγκεφαλικά σήματα με διάφορους τύπους μηχανικής προσθετικής (π.χ. τεχνητά άκρα, συνθέτες ομιλίας/επικοινωνίας, λειτουργικά συστήματα μηχανών) για να καταστεί δυνατή η δημιουργία «διεπαφών εγκεφάλου-μηχανής» (brain-machine interfaces - BMIs). 

Ποιοι είναι ορισμένοι από τους βασικούς συναφείς κινδύνους και πώς τους αντιμετωπίζουν οι ερευνητές;

Κατά κύριο λόγο, οι κίνδυνοι μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε δύο βασικούς τομείς: πρώτον, αυτοί που σχετίζονται με την τεχνολογία – οι συσκευές αυτές είναι αρκετά νέες και, ως εκ τούτου, οι ενδιάμεσες και οι μακροπρόθεσμες επιπτώσεις τους δεν είναι πλήρως γνωστές. Επίσης, παρόλο που αυτές οι συσκευές επιτρέπουν λεπτομερέστερη ανάλυση, κατανόηση και, επομένως, μεγαλύτερη ικανότητα να επηρεάσουν τον εγκέφαλο, πρόκειται για εξελισσόμενη γνώση. Επομένως, πρέπει να λάβουμε υπόψη μας διάφορους αστάθμητους παράγοντες: τόσο όσον αφορά τις μόνιμες επιπτώσεις των τεχνολογιών καθεαυτών, όσο και τις τροποποιήσεις της δομής και της λειτουργίας του εγκεφάλου που μπορεί να προκύψουν ως συνέπεια της χρήσης τους.

Κατ’ αυτόν τον τρόπο, είναι επίσης σημαντικό να ληφθούν υπόψη οι παρενέργειες που μπορεί να είναι τουλάχιστον ενοχλητικές, αν όχι προβληματικές και δυνητικά επιβλαβείς, ως συνέπεια της μακροχρόνιας χρήσης αυτών των τεχνολογιών και της ευρύτερης εφαρμογής τους σε πιο ποικιλόμορφους πληθυσμούς ατόμων.

Η δεύτερη κατηγορία προβληματισμών προκύπτει από τις κοινωνικές αντιλήψεις, τις αντιδράσεις και τις εκδηλώσεις της χρήσης (ή μη χρήσης) αυτών των τεχνολογιών σε επιλεγμένους πληθυσμούς και υπό συγκεκριμένες συνθήκες.

Εδώ καθίσταται σημαντικό να ληφθεί υπόψη ότι, ενώ η επιδιωκόμενη χρήση αυτών των συσκευών αποσκοπεί στην επίτευξη κάποιου αναγνωρίσιμου «καλού» αποτελέσματος, τα «καλά» αυτά μπορεί να είναι υποκειμενικά και να επιφέρουν επιβαρύνσεις και βλάβες. 

Επιπλέον, η χρήση των BCI για να καταστεί δυνατή η σε-πραγματικό-χρόνο και εξ-αποστάσεως ανίχνευση και διαμόρφωση των εγκεφαλικών λειτουργιών έχει ηθικές και νομικές επιπτώσεις ως προς το τι συνιστά «ανάγνωση του νου» και «έλεγχο της σκέψης και της συμπεριφοράς». 

Τέλος, η χρήση αυτών των τεχνολογιών για τη διαφοροποιημένη βελτιστοποίηση ή υποβάθμιση των γνωστικών, συναισθηματικών ή συμπεριφορικών ικανοτήτων ορισμένων ατόμων ή συλλογικοτήτων μπορεί να καταστήσει την εφαρμογή τους σε περιπτώσεις στρατιωτικής και πληροφοριακής σημασίας καθώς και σε θέματα ασφάλειας τουλάχιστον προκλητική, αν όχι αμφιλεγόμενη.

Στο πλαίσιο της ευρύτερης συζήτησης για τα «νευροδικαιώματα», πώς μπορούμε να διασφαλίσουμε την ιδιωτικότητα και την ασφάλεια των εμπλεκόμενων ατόμων; Υπάρχουν συζητήσεις ή αντιπαραθέσεις, εντός της επιστημονικής κοινότητας, σχετικά με την ηθική χρήση των τεχνολογιών διασύνδεσης εγκεφάλου-υπολογιστή;

Ωστόσο, αυτό εγείρει ερωτήματα σχετικά με το πόσο ακριβώς ενημερωμένα μπορούν και πρέπει να είναι τα άτομα σχετικά με τις γνωστές, και ίσως ακόμη και τις άγνωστες επιπτώσεις, αυτών των τεχνολογιών, δεδομένης της σχετικής καινοτομίας τους, καθώς και σχετικά με τους επιδιωκόμενους και παράγωγους σκοπούς για τους οποίους χρησιμοποιούνται αυτές οι τεχνολογίες. 

Συνεπώς, είναι – και θα είναι – ακόμη πιο σημαντικό τα άτομα να είναι καλά ενημερωμένα σχετικά με τη δυνατότητα, την παροχή και τη βιωσιμότητα τόσο της (1) συνεχιζόμενης έρευνας για την αξιολόγηση των πραγματικών επιδράσεων αυτών των τεχνολογιών με την πάροδο του χρόνου όσο και της (2) κλινικής περίθαλψης, εάν και εφόσον προκύψουν επαχθείς ή επιβλαβείς επιδράσεις. 

Για να αντιμετωπίσει και να συνεχίσει να ανταποκρίνεται σε αυτές τις εκτιμήσεις και τις ανησυχίες, η ομάδα μας έχει αναπτύξει ένα «Πρότυπο εκτίμησης και μετριασμού των κινδύνων της λειτουργικής νευροτεχνολογίας» (Operational Neurotechnology Risk Assessment and Mitigation Paradigm), το οποίο (1) καθορίζει τις βασικές ευθύνες για τους ερευνητές, τους κλινικούς γιατρούς και τους εμπορικούς κατασκευαστές των BCI, (2) παρέχει ένα σύνολο βασικών ερωτημάτων και (3) διευκρινίζει τα οφέλη, τις επιβαρύνσεις, τους κινδύνους και τις απειλές που συνεπάγεται η χρήση ή η μη χρήση των BCI σε συγκεκριμένα περιβάλλοντα, πληθυσμούς και εφαρμογές. 

Θα μπορούσαν αυτές οι τεχνολογίες να δημιουργήσουν ένα χάσμα μεταξύ εκείνων που έχουν πρόσβαση σε αυτές και εκείνων που δεν έχουν, οδηγώντας σε μια μορφή γνωστικής ανισότητας;

Είναι – και θα συνεχίσει να είναι – σημαντικό να εξεταστεί ποιος θα λάβει αυτές τις τεχνολογίες και πώς μπορεί και ίσως πρέπει να γίνει η επιλογή αυτών των ατόμων (ή/και ομάδων). Δεδομένου ότι οι BCI είναι νέες και αναδυόμενες προσεγγίσεις για την αξιολόγηση και τη θεραπεία ενός ευρέος φάσματος νευρολογικών και ψυχιατρικών παθήσεων, καθώς και ότι ίσως παρέχουν κάποια μέσα βελτιστοποίησης των επιδόσεων, είναι πιθανό ότι οι τεχνολογίες αυτές θα είναι μάλλον ακριβές, τουλάχιστον σε πρώτη φάση. 

Ως εκ τούτου, τίθεται το ερώτημα εάν και σε ποιο βαθμό οι δαπάνες υγειονομικής περίθαλψης για τη χρήση και τη συντήρηση αυτών των συσκευών θα αντισταθμίζονται από ιατρική ασφάλεια ή από άλλους πόρους.

Εδώ, προκύπτουν ανησυχίες σχετικά με τις ασυμμετρίες στην παροχή, στη χρήση και στα αποτελέσματα, και είναι εύκολο να οραματιστεί κανείς ένα αυξανόμενο χάσμα μεταξύ των «εχόντων», με νευροτεχνολογικές δυνατότητες, και των «μη εχόντων» που δεν μπορούν να αντέξουν οικονομικά αυτές τις τεχνολογίες. Αυτό ενισχύει τα ερωτήματα σχετικά με το πώς θα αντιμετωπίζονται και θα μεταχειρίζονται οι «έχοντες» και οι «μη έχοντες» στην κοινωνία, από ιατρική, οικονομική, νομική και πολιτική άποψη.

Ποιες είναι ορισμένες πραγματικές εφαρμογές της διασύνδεσης εγκεφάλου-υπολογιστή που μπορούν να επηρεάσουν την καθημερινή μας ζωή; Υπάρχουν συναρπαστικές ανακαλύψεις ή εξελίξεις για το μέλλον;

Επί του παρόντος, η πλειονότητα των εφαρμογών των BCI αφορά την αξιολόγηση και τη θεραπεία νευροψυχιατρικών διαταραχών και νευρολογικών τραυματισμών. Ωστόσο, υπάρχει αυξανόμενο ενδιαφέρον και διευρυνόμενες αγορές που προσανατολίζονται προς τις πιθανές χρήσεις αυτών των τεχνικών και των τεχνολογιών για τη γνωστική, συναισθηματική και συμπεριφορική τροποποίηση και βελτιστοποίηση.

Η χρήση διακρανιακού υλικού (δηλ. hardware που μπορεί να φορεθεί ως κεφαλόδεσμος ή απλώς να εφαρμοστεί στην επιφάνεια του τριχωτού της κεφαλής ή του κεφαλιού) είναι σχετικά εύκολη, ασφαλής (εάν και εφόσον χρησιμοποιείται κατάλληλα και εντός των παραμέτρων που προβλέπονται) και προσιτή. Ωστόσο, οι πιο προηγμένες μορφές τεχνολογίας BCI, όπως αυτή που χρησιμοποιείται για την ανίχνευση και τη διαμόρφωση της εγκεφαλικής δραστηριότητας μέσω νευροχειρουργικά εμφυτευμένων ηλεκτροδίων, είναι προφανώς πιο πολύπλοκες, ακριβές και, ως εκ τούτου, περιοριστικές.

Μια τρέχουσα τάση στον τομέα, η οποία είναι τόσο συναρπαστική όσο και προκλητική, περιλαμβάνει τη χρήση αισθητήρων νανοκλίμακας και διεγερτικών ηλεκτροδίων που μπορούν να εισαχθούν στο σώμα μέσω εισπνοής, κατάποσης ή ένεσης και να κατευθυνθούν στον εγκέφαλο, όπου μπορούν να σχηματίσουν τεράστιες συστοιχίες (αισθητηκών και διεγερτικών) συστημάτων νανοηλεκτροδίων, που επιτρέπουν την εξ-αποστάσεως ή σε-πραγματικό-χρόνο αξιολόγηση και διαμόρφωση των εγκεφαλικών δραστηριοτήτων και λειτουργιών της σκέψης, των συναισθημάτων και άλλων ενεργειών. 

Πώς μπορούν η ευαισθητοποίηση και η εκπαίδευση του κοινού να συμβάλουν στη διαμόρφωση του ηθικού τοπίου γύρω από τη διασύνδεση εγκεφάλου-υπολογιστή; Πώς μπορεί η κοινωνία να παραμείνει ενήμερη και να συμμετάσχει σε σχετικές συζητήσεις χωρίς να αισθάνεται «πελαγωμένη» ή ανεπαρκής;

Σίγουρα, οι τεχνικές και οι τεχνολογίες αυτές θυμίζουν πολύ «επιστημονική φαντασία», ωστόσο αντιπροσωπεύουν μια σύγχρονη και ταχέως εξελισσόμενη πραγματικότητα. 

Η ευθύνη για σαφή και ειλικρινή επικοινωνία, συζήτηση και διάλογο σχετικά με αυτές τις τρέχουσες και αναδυόμενες τεχνολογίες βαρύνει και οφείλει να βαρύνει ολοένα και περισσότερο τόσο την επιστημονική κοινότητα όσο και τα μέσα ενημέρωσης, ώστε να διασφαλίζεται η ακριβής και τεκμηριωμένη εκπροσώπηση στην επικοινωνία με το κοινό.

Αυτό θα είναι σημαντικό για την έγκυρη ενημέρωση των ομάδων ενδιαφερομένων και μετόχων για τις εξελίξεις στην επιστήμη και την τεχνολογία, καθώς και για τους τρόπους με τους οποίους η πρόοδος αυτή θα μπορούσε να επηρεάσει συγκεκριμένα άτομα και συλλογικότητες.

Η επαγγελματική επικοινωνία και η ευαισθητοποίηση του κοινού σχετικά με τις τρέχουσες εξελίξεις και τις χρήσεις (αλλά και τις πιθανές καταχρήσεις) των τεχνολογιών BCI θα είναι σημαντικές για την κατάρτιση κατευθυντήριων γραμμών, κανονισμών, πολιτικών και νόμων που καθοδηγούν και διέπουν τις ερευνητικές πρωτοβουλίες και εφαρμογές στον πραγματικό κόσμο. 

Απαραίτητη για τις προσπάθειες αυτές είναι η ανάγκη να αναγνωριστεί ότι η επιστήμη και η τεχνολογία του εγκεφάλου εξελίσσονται σε πολυεθνικές δραστηριότητες με σημαντικές επιπτώσεις στις εθνικές και στις διεθνείς αγορές. 

Υπό αυτό το πρίσμα, θα είναι κρίσιμο να αναγνωριστούν και να ληφθούν υπόψη οι πολιτισμοί, οι αξίες, οι φιλοσοφίες, η ηθική και οι νόμοι των διαφόρων εθνών, όταν εξετάζεται ο τρόπος με τον οποίο μπορούν και πρέπει να αναπτυχθούν, να τεθούν σε ισχύ και να εφαρμοστούν οι κατευθυντήριες γραμμές και οι κανονισμοί. 

Αυτό θα απαιτήσει συζήτηση σε πολυεθνικό επίπεδο, καθώς και αναγνώριση, ευαισθητοποίηση και ευαισθησία απέναντι στις διάφορες ομάδες και τους πολιτισμικούς τους κανόνες, τις αξίες, καθώς και τα σχετικά οφέλη και τα βάρη που προκύπτουν όσο αυτή η επιστήμη και τεχνολογία συνεχίζει να γίνεται πιο ισχυρή και διαθέσιμη στην παγκόσμια σκηνή του 21^ου αιώνα. 

*Οι απόψεις των συμμετεχόντων στις συζητήσεις Διάλογοι, είτε αυτοί συμμετέχουν ως εκπρόσωποι θεσμικών φορέων και οργανισμών είτε αυτοπροσώπως, σε αρθρογραφία ή άλλα οπτικοακουστικά μέσα εκφέρονται ελεύθερα, χωρίς πρότερη παρέμβαση ή υπόδειξη, εκφράζοντας την προσωπική τους γνώμη, κάθε φορά, αλλά όχι απαραίτητα τις θέσεις και τις απόψεις είτε του Ιδρύματος Σταύρος Νιάρχος (ΙΣΝ) είτε του iMEdD.