Wyobraź sobie, że mózg to ogromne miasto nocą. W każdej dzielnicy tysiące świateł zapala się i gaśnie jednocześnie. Na pierwszy rzut oka wydaje się to chaotycznym migotaniem. Ale jeśli długo obserwować, można zauważyć prawidłowości: kiedy człowiek się cieszy, „wzór świetlny” jest jeden, kiedy się niepokoi — zupełnie inny.
Właśnie temu poświęcone jest nowe badanie opublikowane w Nature Computational Science.
Naukowcy pracowali z 18 pacjentami z epilepsją, którym ze względów medycznych wszczepiono elektrody do mózgu. Podczas gdy uczestnicy oglądali emocjonujące obrazy i filmy, stale oceniali swoje uczucia: na ile emocja jest przyjemna lub nieprzyjemna i na ile jest silna. Jednocześnie komputer rejestrował aktywność elektryczną mózgu.
Następnie badacze nauczyli sztuczną inteligencję szukać związku między tymi sygnałami a tym, co człowiek czuje. W rezultacie system nauczył się dość dokładnie określać stan emocjonalny niemal w czasie rzeczywistym.
Najciekawsze okazało się jednak co innego. Wcześniej większość podobnych badań analizowała jedynie aktywność istoty szarej mózgu — tam, gdzie znajdują się ciała neuronów. Ale autorzy postanowili dodać jeszcze sygnały istoty białej — swoistych „kabli” łączących różne obszary mózgu.
Okazało się, że to właśnie tymi nerwowymi autostradami przechodzi ogromna ilość informacji o emocjach. Kiedy model uwzględniał jednocześnie istotę szarą i białą, jego dokładność zauważalnie wzrastała.
Jeszcze kilka lat temu sądzono, że emocje rodzą się głównie w oddzielnych strukturach, na przykład w ciele migdałowatym. Nowa praca pokazuje bardziej złożony obraz: uczucie nie mieszka w jednym obszarze mózgu. Powstaje ono dzięki skoordynowanej pracy całej sieci, łączącej korę, wzgórze, układ limbiczny i łączące je drogi nerwowe.
Pojawia się jednak ciekawe pytanie filozoficzne.
Jeśli komputer jest w stanie określić, że człowiek się niepokoi lub cieszy, czy to oznacza, że „odczytał” jego uczucia?
Nie do końca.
Algorytm rozpoznaje prawidłowości aktywności elektrycznej, które zazwyczaj towarzyszą określonym przeżyciom. To podobne do prognozy pogody. Na podstawie chmur, wilgotności i ciśnienia można niemal bezbłędnie przewidzieć deszcz, ale same przyrządy nie czują ani zapachu mokrej ziemi, ani chłodu pierwszych kropel.
Tak samo jest tutaj. Sztuczna inteligencja nauczyła się przewidywać emocje, ale to jeszcze nie oznacza, że wie, czym jest radość, strach czy miłość od wewnątrz.
Dla współczesnej neuronauki jest to bardzo ważny wynik. Dobrze zgadza się z teoriami przetwarzania predykcyjnego, według których mózg stale tworzy prognozy dotyczące tego, co dzieje się wewnątrz organizmu i w świecie zewnętrznym. Emocje w tym przypadku powstają nie jako oddzielne „przyciski szczęścia” czy „centra strachu”, ale jako wynik ciągłego porównywania oczekiwań mózgu z tym, co dzieje się w rzeczywistości.
Badanie ma również ograniczenia. Wszyscy uczestnicy byli pacjentami z epilepsją, dlatego wyników nie można automatycznie przenosić na całą populację. Ponadto emocje oceniali sami uczestnicy, a tryb rzeczywisty udało się przetestować tylko u czterech osób.
Niemniej jednak praca pokazuje, jak szybko rozwija się dziedzina neurotechnologii. W przyszłości podobne systemy mogą pomóc wykrywać początek depresji, napadu lękowego lub załamania emocjonalnego, zanim jeszcze człowiek uświadomi sobie to, co się dzieje. Otwiera to nowe możliwości leczenia zaburzeń psychicznych.
Ale jednocześnie pojawia się nowe pytanie etyczne: jeśli technologia pewnego dnia nauczy się bardzo dokładnie rozpoznawać nasze emocje na podstawie aktywności mózgu, gdzie powinna przebiegać granica między pomocą medyczną a prawem człowieka do nienaruszalności jego wewnętrznego świata? Właśnie to pytanie, być może, stanie się jednym z głównych wyzwań neuronauki w najbliższych latach.
