Wyobraźmy sobie ludzki mózg jako potężną metropolię pogrążoną w mroku nocy. W każdej jej dzielnicy tysiące świateł zapalają się i gasną w tym samym momencie w skomplikowanym rytmie. Na pierwszy rzut oka ten taniec świateł może wydawać się chaotycznym migotaniem, jednak przy uważnej i długotrwałej obserwacji zaczynamy dostrzegać pewne powtarzalne reguły. Kiedy człowiek odczuwa radość, wzór świetlny przybiera określoną formę, a gdy ogarnia go lęk, miasto rozbłyska w zupełnie inny, charakterystyczny sposób.
Temu fascynującemu zjawisku poświęcono najnowsze badania naukowe, których szczegółowe wyniki zaprezentowano na łamach prestiżowego czasopisma Nature Computational Science.
W eksperymencie wzięło udział 18 pacjentów cierpiących na padaczkę, którzy ze względów medycznych mieli już wcześniej wszczepione do mózgu elektrody. Podczas gdy uczestnicy oglądali obrazy i krótkie filmy o silnym zabarwieniu emocjonalnym, na bieżąco oceniali swoje wewnętrzne odczucia. Określali oni intensywność emocji oraz to, czy dany stan był dla nich przyjemny, czy też negatywny. W tym samym czasie zaawansowany system komputerowy precyzyjnie rejestrował każdą zmianę w aktywności elektrycznej ich mózgów.
Następnie badacze wykorzystali algorytmy sztucznej inteligencji, aby odnalazły one ukryte powiązania między sygnałami płynącymi z neuronów a subiektywnymi deklaracjami badanych osób. W efekcie system nauczył się rozpoznawać stany emocjonalne z bardzo dużą dokładnością i to niemal w czasie rzeczywistym, co stanowi ogromny krok naprzód w neurotechnologii.
Najbardziej przełomowy aspekt tego odkrycia dotyczył jednak innej kwestii. Wcześniej większość podobnych analiz skupiała się niemal wyłącznie na badaniu istoty szarej, czyli miejsca, gdzie znajdują się ciała komórek nerwowych. Autorzy nowej pracy postanowili jednak przełamać ten schemat i uwzględnić także sygnały płynące z istoty białej, stanowiącej swoiste kable komunikacyjne łączące różne regiony mózgu.
Okazało się, że to właśnie wzdłuż tych nerwowych autostrad przesyłana jest ogromna ilość kluczowych informacji dotyczących naszych emocji. Gdy stworzony model brał pod uwagę jednocześnie aktywność istoty szarej i białej, precyzja jego przewidywań gwałtownie wzrosła, co rzuca nowe światło na architekturę ludzkiej psychiki.
Jeszcze kilka lat temu w świecie nauki dominowało przekonanie, że emocje rodzą się w konkretnych, odizolowanych strukturach, takich jak ciało migdałowate. Nowe badania kreślą jednak znacznie bardziej złożony obraz. Uczucie nie jest przypisane do jednego, konkretnego punktu w głowie, lecz wynika ze skoordynowanej pracy całej sieci neuronalnej, która jednoczy korę mózgową, wzgórze, układ limbiczny oraz łączące je szlaki komunikacyjne.
W obliczu tych odkryć pojawia się jednak intrygujące pytanie o naturze czysto filozoficznej.
Czy fakt, że komputer potrafi zidentyfikować lęk lub szczęście na podstawie wykresów, oznacza, że faktycznie odczytał on i zrozumiał ludzkie uczucia?
Odpowiedź na tak postawione pytanie nie jest twierdząca.
Algorytm rozpoznaje jedynie specyficzne wzorce aktywności elektrycznej, które zazwyczaj towarzyszą konkretnym przeżyciom. Można to porównać do nowoczesnej prognozy pogody. Na podstawie układu chmur, poziomu wilgotności i ciśnienia atmosferycznego można niemal bezbłędnie przewidzieć nadchodzący deszcz, ale same przyrządy pomiarowe nie czują zapachu mokrej ziemi ani chłodu pierwszych kropel na skórze.
Podobnie sytuacja wygląda w przypadku technologii. Sztuczna inteligencja nauczyła się skutecznie przewidywać emocje na podstawie danych, ale nie oznacza to wcale, że wie ona, czym od środka jest radość, strach czy głęboka miłość.
To niezwykle istotny wynik dla współczesnej neuronauki, który doskonale wpisuje się w teorie przetwarzania predykcyjnego. Według tych koncepcji mózg nieustannie buduje prognozy dotyczące tego, co dzieje się wewnątrz organizmu i w świecie zewnętrznym. Emocje nie pojawiają się jako wynik naciśnięcia osobnych przycisków strachu w mózgu, lecz są efektem ciągłego porównywania oczekiwań organu z docierającą do niego rzeczywistością.
Należy jednak pamiętać, że badanie to posiada pewne ograniczenia. Wszyscy uczestnicy byli pacjentami z padaczką, więc uzyskanych wyników nie można w sposób automatyczny przekładać na całą populację. Co więcej, to sami badani dokonywali subiektywnej oceny swoich emocji, a tryb pracy w czasie rzeczywistym udało się dotychczas przetestować jedynie na grupie czterech osób.
Mimo tych zastrzeżeń praca ta dobitnie pokazuje, jak błyskawicznie rozwija się dziedzina neurotechnologii. W niedalekiej przyszłości podobne systemy mogłyby pomagać w wykrywaniu wczesnych sygnałów depresji, ataków paniki czy załamań emocjonalnych, zanim jeszcze dana osoba w pełni uświadomi sobie, co się z nią dzieje. Otwiera to zupełnie nowe perspektywy w diagnostyce i leczeniu zaburzeń psychicznych.
Jednocześnie przed społeczeństwem staje nowe wyzwanie etyczne. Jeśli technologia nauczy się kiedyś bardzo precyzyjnie rozpoznawać nasze najskrytsze emocje poprzez analizę aktywności mózgu, gdzie powinna przebiegać granica między niezbędną pomocą medyczną a prawem każdego człowieka do prywatności jego świata wewnętrznego? To pytanie może stać się jednym z kluczowych dylematów, przed którymi stanie nauka w nadchodzących latach.
