فناوري خوانش مغز، ابزاري كه مي‌تواند به كابوس امنيت تبديل شود

فناوري اين اجازه را به ما مي‌دهد كه احساسات و افكارمان را به شكل ديجيتال و قابل اشتراك‌گذاري تبديل كنيم. رابط مغز و رايانه اين امكان را فراهم مي‌كند كه مغزمان را به‌صورت محدود به رايانه متصل كنيم، اما برخي از شركت‌ها همچون فيسبوك و ديگر استارتاپ‌ها در تلاشند تا اين را تبديل به كاري عادي كنند.

اگر شما هم نگران هستيد كه اين فناوري بتواند ذهن، ترس‌ها و رازهاي شما را بخواند و آن را در دسترس ديگران قرار دهد، دست نگه‌داريد، جاي نگراني نيست، حداقل فعلا!

رابط‌هاي مغز و رايانه (Brain computer interfaces - BCI) هنوز آن‌قدر پيشرفته نشده‌اند كه بتوانند اطلاعات جزيي از مغز شما استخراج كنند.توانايي اين فناوري در حال حاضر اين است كه تشخيص دهند شما كدام عضله خود را مي‌خواهيد تكان دهيد يا از انديشه متخصصين عاطفي چه وضعيتي داريد. اما همان‌طور كه مي‌دانيد رشد فناوري باعث مي‌شود روش‌ها و الگوريتم‌هاي هوش مصنوعي پيچيده‌تر شوند و سخت‌افزارها قدرتمندتر، بنابراين شايد رسيدن به دقت بالاتر چندان هم دور نباشد.

در حال حاضر دو روش براي برقراري اين اتصال بين مغز و رايانه وجود دارد. روش تهاجمي (به روش‌هايي گفته مي‌شود كه در آن بخشي از بدن مورد جراحي قرار مي‌گيرد) و غيرتهاجمي.

روش غيرتهاجمي سيگنال‌هاي مغزي را از روي پوست مغز مي‌خوانند. به‌طور معمول از حسگر‌هاي EEG استفاده مي‌شود كه توسط متخصصان مغز و اعصاب نيز براي خواندن تكانه‌هاي الكتريكي در تشخيص بيماري صرع مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در اين روش مي‌توان اطلاعات يا همان سيگنال‌هاي الكتريكي را از طريق تحريك الكترومغناطيسي از رايانه به مغز منتقل كنند كه البته اين كار هنوز در اوليه‌ترين مراحل تحقيق است.

در روش تهاجمي اما اتصال مستقيمي بين مغز و الكترود برقرار مي‌شود. از اين روش تاكنون در افراد داراي معلوليت براي به‌كارگيري اعضاي مصنوعي جايگزين اعضاي از دست‌رفته استفاده شده است. مثلا حركت دادن دست رباتيك يا به‌دست آوردن حس‌هاي از دست‌رفته همچون شنوايي يا بينايي با استفاده از حسگرهاي الكترونيكي.

در استفاده از روش غيرتهاجمي، نياز داريم تا ميليون‌ها نورون به‌صورت هم‌زمان با هم عمل كنند تا سيگنالي توليد شود كه توسط حسگرهاي EEG از روي پوست سر قابل دريافت و اندازه‌گيزي باشد، كه البته بسيار خام است.

دالي، ارائه‌دهنده در دانشگاه مدرسه علوم كامپيوتر و مهندسي الكترونيك اسكس (Essex's School of Computer Science and Electronic Engineering) اين روش را اين‌گونه توصيف مي‌كند:

[استفاده از روش غيرتهاجمي] مانند اين است كه بيرون استاديوم فوتبال بنشينيد و سعي كنيد از روي صداي تشويق و هيجان تماشاگران تشخيص بدهيد چه اتفاقي در بازي مي‌افتد. البته تصوير كلي از آن‌چه رخ مي‌دهد به شما مي‌دهد ولي بسيار دشوار است بتوان اطلاعات دقيق از آن به دست آورد.

اما در روش تهاجمي، حسگر به‌طور كامل با نورون در تماس است، بنابراين كافي است تنها با چندصد نورون ارتباط برقرار شود. به اين ترتيب سيگنال دريافت شده به اندازه كافي شفاف هست كه بتوان متوجه شد حاوي چه پيامي است.

يان بورخارت (Ian Burkhart) مردي كه از ناحيه پا فلج بوده توانسته كنترل آن را با استفاده از يك نورواسليو (neurosleeve) و نرم‌افزار كه توسط شركت آمريكايي بتلي (Battelle) فعال دراين‌زمينه به دست آورد. به‌صورت معمولي تصور بر اين بود كه حركت دادن يك پا نيازمند فعاليت هزارها نورون است. اما آقاي بورخارف توانست پس از تمرين، پاي خود را تنها با استفاده از اين سيستم و چندده نورون حركت دهد.

گواراو شارما، محقق دانشمند ارشد بتلي درباره اين سيستم مي‌گويد:

مغز ما ۹۸ ميليارد نورون دارد، قشر موتوري با ۱/۲ ميليارد نورون مسئول حركت دادن پاها و دست‌هاي ماست و ما تنها با ۱۰۰ عدد از آن‌ها در تماس هستيم.

تا امروز بيشترين استفاده از روش‌هاي تهاجمي براي برگرداندن قدرت حركت دادن بدن در افرادي كه داراي معلوليت هستند بوده است. براي اين افراد خطرهاي ممكن در عمل جراحي نسبت به چيزي كه مي‌توانند به دست بياورند قابل قبول بوده است.

باوجود اينكه سامانه‌هاي غيرتهاجمي دقت پايين‌تري نسبت به روش‌هاي تهاجمي دارند، فناوري‌هاي جديد راه‌هاي نويي براي كمك به محققين در ارتقا اين روش‌ها به ارمغان آورده‌اند. يكي از اين روش‌ها استفاده از يادگيري ماشين براي تشخيص نويز از پيام‌هاي اصلي در سيگنال‌هاي اندازه‌گيري شده در روش غيرتهاجمي است. به اين ترتيب انتظار مي‌رود اين روش‌ها در آينده دقت بالاتري داشته باشند.

همانند اين بهبودهاي نرم‌افزاري، روش‌هاي جديد پايش نيز در سامانه‌هاي ارتباطي مغز و رايانه در حال گسترش هستند. تمركز اصلي روي دو روش اصلي استفاده از فراصوت و تحريك جريان-مستقيم فراجمجمه است كه ممكن است راه‌هاي جديدي براي خوانش سيگنال‌هاي مغزي فراهم آوردند.

برخي نيز معتقدند روش‌هاي غيرتهاجمي مي‌توانند به دقت روش‌هاي تهاجمي برسند – حداقل در مورد قشر موتوري مغز.

براي مثال در Labs CTRL واقع در نيويورك حسگرهاي EMG (electromyography) را براي خواندن سيگنال‌هاي ماهيچه‌هاي اسكلتي كه در علم تشخيص‌هاي مغز و اعصاب هم براي تشخيص كارايي ماهيچه‌هاي پا و ساير نقاط استفاده مي‌شود به‌كار گرفته شده است. اين شركت يك دستبند ساخته كه پالس‌هاي الكتريكي (سيگنال‌هايي كه به‌عنوان عمل‌هاي بالقوه شناخته مي‌شوند) راهي شده در نورن‌ها به سمت ماهيچه‌ها را اندازه‌گيري مي‌كند و آن‌ها را در نرم‌افزار مدل مي‌كند. وقتي شما دست خود را حركت دهيد مچ‌بند مي‌تواند آن حركت را به جهت، قدرت و نوعش ترجمه كند. شركت CTRL Labs پيش‌تر توسط فيسبوك خريداري شده است.

آدام برنزويگ (Adam Berenzweig) رئيس تحقيق و توسعه CTRL Labs دراين‌باره به ZDNet گفته است:

اگر كاري كه مي‌خواهيد بكنيد كنترل [ماهيچه‌ها] است مي‌توانيد سيگنال‌ها را از طريق روش غيرتهاجمي به‌سادگي دريافت كنيد. سيگنالي كه مي‌خوهيد روي سطح پوست فراهم است و مي‌توان بسيار بيشتر از آن را هم با EMG گرفت. دريافت در اين ناحيه آسان‌تر از كرتكس است چراكه آنجا نورون‌هاي بسيار ديگري نيز وجود دارد كه باعث ايجاد برهم‌نهي سيگنال‌ها مي‌شوند.

بنابراين اگر هدف دريافت حركت‌هاي افراد باشد سامانه‌هاي غيرتهاجمي همچنين روش‌هاي خوبي بران اين‌كار هستند.

بااين‌حال نمي‌توان گفت روش‌هاي تهاجمي بدون استفاده هستند. در بسياري از موارد مانند مانند ضايعات نخاعي يا اشكالاتي عصبي همچون پاركينسون روش‌هاي تهاجمي همچنان بهترين گزينه براي استفاده هستند.

چون خواندن و دريافت سيگنال‌هاي مورد انديشه متخصصين در روش غيرتهاجمي نيازمند اتصال الكترودها با پوست سر هستند، پس چندان دور از ذهن نيست كه افكار ديگر فرد نيز به‌صورت اتفاقي يا عمدي خوانده شود. اگرچه همچنان به‌علت نياز به تماس فيزيكي اين الكترودها به سر اين خوانش ناخواسته افكار از راه دور يا بدون امكان توقف نيست.

و اگر به هر دليل اين افكار به‌صورت ناخواسته توسط نرم‌افزار خوانده و ذخيره شود، بايد اطمينان حاصل كرد كه آن‌ها با حفظ نكات امنيتي ذخيره و انتقال داده مي‌شود، اما چه تضميني وجود دارد اين امنيت قابل رسوخ نباشد؟

دسترسي به اطلاعات شخصي توسط ديگران هميشه ناخوشايند است، چه برسد كه اين اطلاعات افكار و خاطرات فرد باشد و شخص ثالث بتواند با خواندن آن‌ها به الگوهاي فكري و وضعيت روحي عاطفي ديگري دست پيدا كند!