שתל מוח חדש יכול לפענח את המונולוג הפנימי שלכם, ומעורר פחדים מקריאת מחשבות

מה אם היה אפשר לתקשר... רק באמצעות המחשבה? עבור אלפי אנשים הכלואים בגופם עקב שיתוק, זו לא פנטזיה אלא התקווה הגדולה ביותר. מחקר חדש ומדהים מאוניברסיטת סטנפורד הצליח לראשונה לפענח את ה"קול הפנימי" שלנו ישירות מהמוח ולתרגם אותו למילים על מסך. אבל האם זה אומר שניתן "לקרוא מחשבות"?

דמיינו לרגע שאתם כלואים בתוך גופכם. המוח שלכם צלול, חד ופעיל. אתם חושבים, מרגישים, זוכרים. יש לכם דעות, בדיחות, סיפורים. אבל אינכם יכולים לחלוק אותם. שום מילה לא יוצאת, שום יד לא נעה כדי לכתוב או להקליד. זוהי המציאות הבלתי נתפסת עבור אנשים הסובלים משיתוק קשה או ממחלות ניווניות כמו ALS, מצב המכונה "תסמונת הנעילה". במשך שנים, המדע מחפש דרך לגשר על התהום הזו, להעניק מחדש את המתנה הבסיסית ביותר - תקשורת. כעת, צוות חוקרים מאוניברסיטת סטנפורד ומכון הווארד יוז לרפואה לא רק בנה גשר, אלא גילה שהוא רחב וחזק משאי פעם שיערנו. הם הצליחו לעשות את מה שנשמע עד לאחרונה כמדע בדיוני: לפענח דיבור פנימי מילולי כשהוא מתרחש, את הקול שאנו שומעים בתוך ראשנו, ולתרגם אותו למילים על מסך מחשב.

הסיפור מתחיל עם ארבעה משתתפים אמיצים, המכונים במחקר T12, T15, T16 ו-T17, שתרמו מזמנם ומגופם למען המדע. כל אחד מהם חי עם רמה כזו או אחרת של שיתוק, שהותירה את יכולת הדיבור שלהם פגומה קשות או לא קיימת כלל. מוחם, לעומת זאת, נותר פעיל לחלוטין. על פני קליפת המוח הקדם-מוטורית שלהם, האזור שאחראי על תכנון והוצאה לפועל של תנועות, הושתלו מערכים זעירים של מיקרו-אלקטרודות, כחלק ממחקר קליני ותיק בשם BrainGate2. אלקטרודות אלו, דקות משערת אדם, מסוגלות להקליט את הפעילות החשמלית של מאות תאי עצב בודדים בו-זמנית, ומספקות חלון הצצה חסר תקדים לפעולתו הפנימית של המוח.

עד כה, טכנולוגיות דומות, המכונות ממשקי מוח-מחשב, התמקדו בפענוח "ניסיון דיבור" (attempted speech). כלומר, המשתתפים התבקשו לנסות באופן פיזי להניע את שרירי הדיבור - את השפתיים, הלשון, הגרון - גם אם שום צליל לא יצא. השיטה הזו הניבה תוצאות מרשימות, אך היא גם מתישה, איטית, ולעיתים קרובות מייצרת הברות או קולות לא רצוניים שמפריעים למשתמש. כאן נכנסה לתמונה השאלה הגדולה שהובילה את צוות החוקרים, ובראשם ארין קונז (Erin M. Kunz), בנימין אברמוביץ' קרסה (Benyamin Abramovich Krasa) והחוקרים הבכירים פרנסיס ווילט (Francis R. Willett) וג'יימי הנדרסון (Jaimie M. Henderson): האם אפשר לדלג על המאמץ הפיזי? האם ניתן להקשיב ישירות למחשבה המילולית, ל"דיבור הפנימי" (inner speech) שקודם לכל תנועה?

כמעט כולנו חווים דיבור פנימי. זהו הקול שמקריא שורות מספר, שמתכנן את רשימת הקניות, שמנהל ויכוח דמיוני או פשוט מהרהר במהלך היום. במשך עשורים, מדענים שיערו שדיבור פנימי ודיבור בקול רם חולקים מנגנונים מוחיים דומים, אך לא היו בטוחים עד כמה. בניסוי ראשון ומכונן, החוקרים הציגו למשתתפים סדרה של מילים בודדות וביקשו מהם לבצע שלוש פעולות שונות: לנסות לומר את המילה בקול (ניסיון דיבור), לדמיין שהם אומרים את המילה (דיבור פנימי מוטורי), או לדמיין שהם שומעים את המילה נאמרת (דיבור פנימי שמיעתי). התוצאות, שהתקבלו מהאלקטרודות הזעירות, היו מדהימות. התברר שכל שלושת המצבים - ניסיון דיבור, דיבור פנימי ואפילו האזנה פסיבית להקלטה של המילים - הדליקו דפוס פעילות דומה מאד באותם אזורים בקורטקס המוטורי.

"גילינו שדיבור פנימי מיוצג באופן חזק בקורטקס המוטורי", הסביר פרנסיס ווילט. "האותות העצביים עבור דיבור פנימי דומים לאלה של דיבור בקול, אם כי הם פחות חזקים". הממצא הזה תמך בהשערה ותיקה: דיבור פנימי אינו תהליך נפרד ומנותק, אלא מעין גרסה "עמומה" או מוחלשת של דיבור רגיל. אפשר לחשוב על זה כמו על מתג עמעם (דימר) של אור: ניסיון דיבור הוא הפעלת האור במלוא העוצמה, בעוד שדיבור פנימי הוא סיבוב המתג למצב חלש יותר - מספיק כדי "לראות" את המילה בראש, אך לא מספיק חזק כדי להפעיל את השרירים.

התגלית הזו פתחה דלת מסעירה. אם האותות כה דומים, אולי אפשר לאמן את מערכת ממשק המוח-מחשב לפענח משפטים שלמים ישירות מהדיבור הפנימי. החוקרים עשו בדיוק את זה. הם אימנו רשת עצבית מלאכותית, סוג של אלגוריתם לומד, על נתונים משולבים של ניסיון דיבור ודיבור פנימי. לאחר מכן, הם נתנו למשתתפים לקרוא משפטים בראשם, בקצב שלהם. בזמן אמת, המחשב החל לפענח את שטף המחשבות המילוליות הללו ולהציג אותן כמילים על המסך.

התוצאות עלו על כל הציפיות. המערכת הצליחה לפענח משפטים מתוך אוצר מילים עצום של 125,000 מילים, עם שיעור שגיאות נמוך יחסית (26% באחד המקרים הטובים ביותר). חשוב מכך, המשתתפים דיווחו שהחוויה הייתה נוחה וטבעית יותר, ודרשה פחות מאמץ פיזי ונפשי. זו הייתה הוכחת היתכנות אדירה לכך שמערכת תקשורת המבוססת על דיבור פנימי היא לא רק אפשרית, אלא עשויה להיות עדיפה עבור משתמשים רבים.

אך כאן הסיפור מקבל תפנית, והופך ממדע והנדסה לפילוסופיה ואתיקה. אם המערכת יכולה לפענח דיבור פנימי כשהמשתמש מתכוון לכך, מה מונע ממנה לפענח בטעות את זרם המחשבות הפרטי, את המונולוג הפנימי הבלתי פוסק שמתנהל ברקע? האם הטכנולוגיה שנועדה לשחרר אנשים עלולה, למעשה, לפלוש למפלט האחרון של הפרטיות - המחשבות שלנו? "זו דאגה שהועלתה גם על ידי חוקרים וגם על ידי משתמשים פוטנציאליים", אמרה ארין קונז. "השאלה האם ממשק המוח-מחשב יוכל לקרוא מחשבות או מונולוגים פנימיים של משתמשים היא קריטית".

הצוות, שהיה מודע היטב להשלכות אלו, החליט לחקור את הגבולות בעצמו. הם תכננו סדרת ניסויים מבריקה כדי לבדוק בדיוק את זה. במשימה אחת, הם הציגו למשתתפים רשת מלאה בצורות וצבעים וביקשו מהם לספור בראש כמה פריטים מסוג מסוים מופיעים בתמונה. לא ניתנה להם שום הוראה להשתמש בדיבור פנימי, אך ההנחה הייתה שזו הדרך הטבעית שבה רובנו נבצע משימה כזו ("אחת... שתיים... שלוש..."). להפתעתם, כשהם הריצו את הפעילות המוחית שנרשמה בזמן הספירה דרך המפענח, הוא החל להדפיס רצף של מספרים עולים. הוא הצליח "לשמוע" את הספירה הפנימית, הפרטית והספונטנית.

Kunz, Erin M. et al. Cell, Volume 188, Issue 17, 4658 - 4673.e17

תגלית זו הייתה מטרידה ומאירת עיניים בו-זמנית. לא מדובר בקריאה חופשית של כל מחשבה חולפת, אלא בפענוח דיבור פנימי מילולי ומובנה יחסית. היא הוכיחה שהגבול בין דיבור פנימי רצוני למחשבה פרטית הוא מטושטש, ושמערכת ממשק מוח-מחשב "תמימה" עלולה בהחלט לדלוף ולפענח דברים שהמשתמש לא התכוון "לומר". עם זאת, ניתוח מעמיק יותר של האותות חשף רמז חשוב. החוקרים זיהו "ממד כוונה מוטורית" ברור בפעילות המוחית - דפוס עצבי ייחודי שהופיע רק כאשר המשתתפים ניסו באופן אקטיבי לדבר, והיה חלש או חסר בזמן דיבור פנימי. זהו ההבדל העצבי בין "אני מתכוון להפעיל את השרירים כדי לומר זאת" לבין "אני רק חושב את המילה". ממד הכוונה הזה היווה את המפתח לפיתוח אמצעי הגנה. "מההתחלה, שקלנו את ההשלכות האתיות", הדגיש ווילט. "המטרה היא לתת לאנשים קול, לא לקרוא את מחשבותיהם".

חמושים בתובנה זו, החוקרים פיתחו שתי אסטרטגיות הגנה גאוניות בפשטותן. הראשונה, המכונה "אימון מושתק-דמיון" (imagery-silenced), כללה אימון של המפענח לא רק על משפטים שניסו לומר, אלא גם על קטעים של דיבור פנימי. בעוד שהנתונים של ניסיון הדיבור תויגו עם המילים הנכונות, הנתונים של הדיבור הפנימי תויגו כולם כ"שקט". באופן זה, המערכת למדה באופן אקטיבי להתעלם מהאותות החלשים יותר של דיבור פנימי, ולהגיב רק לאותות החזקים של כוונת דיבור. בבדיקות, האסטרטגיה הזו שמרה על ביצועים גבוהים בפענוח ניסיון דיבור, ובמקביל הפחיתה דרמטית את הפענוח השגוי של דיבור פנימי.

האסטרטגיה השנייה נועדה עבור מערכת שכן מבוססת על דיבור פנימי, וכללה שימוש ב"מילת מפתח". המשתמש היה צריך "לחשוב" על מילה ספציפית, ארוכה ולא שגרתית (הם השתמשו ב-"chittychittybangbang" המשעשעת) כדי "לפתוח" את המערכת. רק לאחר שהמפענח זיהה את מילת הקוד, הוא החל לתרגם את הדיבור הפנימי שבא אחריה. מנגנון "נעילה" פשוט זה הגיע לדיוק פנומנלי של 98.75% בזיהוי נכון של מתי לפעול ומתי לשתוק, והעניק למשתמש שליטה מלאה על הפלט.

המחקר הזה הוא אבן דרך משמעותית, לא רק בהתקדמות הטכנולוגית של ממשקי מוח-מחשב, אלא גם בהתפתחות של מדע אחראי. הצוות בסטנפורד לא רק הציג יכולת חדשה ומלהיבה, אלא גם זיהה את הסכנות הטמונות בה, חקר אותן לעומק והציע פתרונות מעשיים. כפי שציינה ד"ר ניטה פרהאני (Nita Farahany) מאוניברסיטת דיוק, מומחית מובילה בתחום הנוירו-אתיקה שלא הייתה מעורבת במחקר: "העבודה הזו היא צעד יוצא דופן קדימה, אך היא גם מביאה את שאלות הפרטיות המנטלית לחזית הבמה. העובדה שהחוקרים בנו בעצמם את אמצעי ההגנה היא עדות לראיית הנולד שלהם".

הדרך ליישום קליני רחב של הטכנולוגיה עוד ארוכה, אך המחקר הזה משרטט מפת דרכים ברורה. הוא מראה לנו עתיד שבו אדם הכלוא בשתיקה יוכל לא רק לתקשר, אלא לעשות זאת בנוחות, במהירות, ובביטחון שהמחשבות הפרטיות ביותר שלו יישארו שלו בלבד. זהו ניצחון מדעי והומני כאחד, המדגים כיצד ניתן לרתום את הכוח העצום של הטכנולוגיה כדי להשיב לאנושות את אחד ממאפייניה היסודיים ביותר - את הקול.

המחקר:

Inner speech in motor cortex and implications for speech neuroprostheses