Наука находится на грани трансляции Твиттера прямо в ваш мозг

Потоки данных скоро будут передаваться прямо в наш мозг, что позволит нам по-новому взглянуть на мир

Не желаете добавить себе новые разновидности ощущений? Эта идея требует пояснений. Главное что нужно понимать — наш мозг заточен в тишине и темноте внутри черепной коробки. Все чем он располагает электрические и химические сигналы, передающиеся между нервными клетками, он ничего не видит, не слышит и не касается. Независимо от того поступает ли информация в виде волн сжатия воздуха исполняемой симфонии, световых волн отражаемых заснеженной скульптурой, молекул летучих веществ испарившихся с яблочного пирога, или боль от укуса осы, все это представлено в клетках мозга потоками электрических импульсов. И в первом приближении все выглядит одинаково.

Это наводит на вопрос, который до сих пор остается без ответа в нейробиологии: почему зрительные ощущения так отличается от звуковых или вкусовых? Почему вы никогда не перепутаете красоту раскачивающейся на ветру сосны со вкусом сыра фета? Или ощущение наждачной бумаги на кончиках пальцев с запахом свежего эспрессо?

Можно предположить, что это как-то связано со структурой мозга: участки связанные со слухом отличаются от участков связанных с тактильными ощущениями. Но при ближайшем рассмотрении это предположение не срабатывает. У ослепших участок мозга, который мы называем “зрительной корой”, захватывается осязанием и слухом. Рассматривая «перепрошитый» участок мозга трудно утверждать, что в “зрительной” коре есть что-то принципиально связанное со зрительными ощущениями.

Исходя из этого возникает другое предположение: субъективное переживание ощущения, известное как “квалиа”, определяется структурой самих данных. Другими словами информация поступающая с двумерной поверхности сетчатки глаз имеет иную структуру, чем одномерный сигнал с барабанной перепонки уха, или от многомерных рецепторных полей кончиков пальцев. В результате все они ощущаются по-разному.

Это может говорить о том, что, если бы мы могли подать новый поток данных непосредственно в мозг, например, данные от мобильного робота или состояние микробиома вашего супруга или данные инфракрасного излучения окружающей среды, это приведет к возникновению новой квалия. Оно не будет похожим на зрение или слух, вкус или прикосновение, запах или любое другое ощущение, а будет чем-то совершенно иным.

Трудно себе представить каким будет это новое ощущение. На самом деле это невозможно представить. По аналогии попробуйте представить себе новый цвет. Это кажется простой задачей, но это невозможно.

Но в следующем году мы сможем испытать новые чувства из первых рук подавая новые потоки данных в мозг. Это может быть поток данных от дрона в режиме реального времени, таких как его скорость, рыскание, крен, направление и ориентация. Это может быть деятельность на предприятии, в Твиттере, или на фондовом рынке. И в результате мозг будет иметь прямое восприятие дрона, производственного процесса, хэштегов или состояния экономики всей планеты в реальном времени.

Это похоже на чистую фантазию, но теперь мы, наконец, находимся в точке, когда технологии позволяют протестировать эту идею.

Есть два способа сделать это. Первый инвазивный — путем вживления электродов непосредственно в мозг, или с помощью нанороботов в клетках или кровеносной системе мозга. Второй — передать сигналы в мозг неинвазивно. Моя лаборатория нейробиологии и моя компания NeoSensory вместе создали носимые устройства, которые создают пространственные распределения вибрации на коже. Представьте, что вы носите браслет с несколькими вибрационными двигателями, которые стимулируют различные места вокруг запястья, чтобы представить поток данных. Когда мы устанавливаем четкое отображение между получаемой информацией и тактильными ощущениями, то можем легко обучиться, как реагировать на новые данные – и это в конечном итоге приведет к возникновению совершенно новой квалиа.

Квалиа развивается со временем. Это способность мозга суммировать большие объемы данных. Подумайте о том, как младенцы “учатся” пользоваться ушами хлопая в ладоши или бормоча что–нибудь, и улавливая обратную связь в ушах. Сначала волны сжатия воздуха преобразуются просто в электрическую активность в мозге, и лишь со временем она начинает воспринимаются как звук. Подобное обучение можно также наблюдать у людей родившихся глухими и установивших кохлеарные импланты будучи взрослыми. Первый опыт использования кохлеарного импланта совсем не похож на звуковые ощущения. Моя подруга описала это как безболезненные удары электрическим током в голове — она не чувствовала, что это как-то связано со звуком. Но примерно через месяц появилось «звучание», пусть и отвратительное, как металлическое и искаженное звучание радио. Вероятно, это похоже на тот же самый процесс, который происходил с каждым из нас, когда мы учились пользоваться ушами. Мы просто не помним этого.

Если способность создавать новые ощущения окажется возможной, то удивительным последствием будет то, что мы не сможем объяснить новое чувство кому-то другому. Например, чтобы понять, что такое пурпур, нужно иметь опыт восприятия фиолетового цвета; никакое количество академических описаний не позволит дальтонику понять пурпурность. Точно так же бесполезно пытаться объяснить зрительное восприятие тому, кто родился слепым. Чтобы понять зрительные ощущения, нужно пережить их.

То же будет происходить с развитием новых ощущений. Нам придется испытать их, чтобы понять, каковы они; и единственный способ сделать это — испытать влияние потоков данных на наш мозг. К счастью в 2019 году мы сможем подключиться, чтобы узнать это.

Дэвид Иглман — адъюнкт-профессор кафедры психиатрии и бихевиоризма Стэнфордского университета и автор книги «The Brain: The Story Of You»

Послесловие автора перевода

Несколько замечаний и дополнений к переводу.
1. Мотивом перевода именно этой статьи послужило некоторые совпадения собственных воззрений на природу возникновения ощущений с воззрениями автора публикации. Однако на более высоком нежели у автора статьи уровне, связанном с внедрение носимых устройств. Речь идет о гносеологии, роли чувственно восприятия в процессе познания, и ограничений связанных с эволюционной обусловленностью этого восприятия. Чтобы не повторять аргументацию приведу ссылку на ветку коментов в одной из тем.

2. Возможно из-за краткости статьи автор не упомянул об органах чувств у животных, отличающихся от имеющегося у человека набора, и связанными с восприятием в др. диапазонах электромагнитного излучения (ИК и УФ), электрорецепцией, магниторецепцией, звуковыми сонарами и др. То есть эволюция решала эти проблемы если было необходимо, почему не сможем человек? Есть люди с расширенным восприятием, например оттенков цветов, или синестизией, кот. отмечали недостаток имеющихся понятий для описания своего восприятия.

3. Автор статьи использует понятие квалия для описания возникновения нового вида ощущения. Для тех, кто не знаком с этим понятием рекомендую эту статью. Первично тем не менее ощущение, как информационный синтез. О гипотезе его возникновения можно познакомиться в работах А. Иваницкого, видео. Также ощущение не только субъективно, но относительно, см. эту публикацию.

4. Внимательный читатель статьи возможно заметит уловку автора с подменой тем) Исходно описывает возникновение нового типа (новой модальности) ощущения с помощью передачи информации о стимуле непосредственно в мозг, миную другие органы чувств, что представляется теоретически верным. Но в дальнейшем переходит к описанию передачи информации с помощью разработанных устройств, преобразующих поступающую информацию в тактильные ощущения. Вряд ли в этом случае можно говорить о возникновении действительно нового типа ощущения, вероятно это будет подкласс тактильного. Это не умаляет важность проведенной автором разработки интерфейсов, кот. могут найти применение в различных областях, включая приложения VR.
Однако на данный момент имеется исследование, кот. несколько иным способом проверяет гипотезу возникновения нового ощущения, см. эту статью.