Science Fiction oder Tatsache: Instant, "Matrix"-wie lernen


Die Geheimnisse des Lebens kleine Preise in dieser wöchentlichen die Plausibilität der beliebten Science-Fiction-Konzepte.

"Ich weiß, Kung Fu." Es ist eines der denkwürdigsten Zeilen aus dem Jahr 1999-Film "Die Matrix". Keanu Reeves Charakter, Neo, spricht es nachdem die Kampfkunst "in sein Gehirn sekundenschnell über einen futuristischen Computer aufgebockt in seinen Schädel hochgeladen wird".

Wenn es nur so einfach. Heute beherrschen einen Stil des Kung Fu dauert Tausende von Stunden des Übens. Aber es gibt einige neue Hinweise darauf, dass das Tempo der Erlernen einer Fertigkeit technologisch gesteigert werden kann. Vielleicht eines Tages, möglich mit großen Fortschritten in verschiedenen Bereichen, der Erwerb von Kenntnissen und Fertigkeiten auf Breitband-ähnlicher Geschwindigkeit über chirurgisch implantierten und externe Hardware.

"Das Konzept ist nicht völlig unglaubwürdig,", sagte Bruce McNaughton, Neurowissenschaftler an der University of Lethbridge in Kanada. "Ich schlage vor, dass Sie wieder in ein paar hundert Jahre zu überprüfen."

Verschleierte Gehirntraining

Lernen ist ein langwieriger Prozess – Fragen Sie einen Kalkül Student oder Sportler, training für die Olympischen Spiele. Wiederholung eines Vorgangs, ob mathematische Probleme zu lösen oder Stabhochsprung, allmählich flößt langfristige psychische und Muskel-Speicher.

Eine Studie veröffentlichte Ende letzten Jahres wie diesen Lernprozess verstärkt werden könnte, und ohne die Lernenden selbst davon zu wissen. Der Name der Technik hat auch einen schönen sci-fi/Technobabble Klang: Wissenschaftler rufen sie "dekodiert Neurofeedback."

Mit einem Gehirn-Scanner, beobachteten die Forscher die Aktivitätsmuster in Probanden visuelle Cortexes als die Themen Ausrichtungen eines bestimmten Objekts ansah. Während einstündige Sitzungen über mehrere Tage durchgeführt die Themen eine separate mentale Aufgabe – Konzentration auf eine grüne Scheibe machen es größer werden –, dass die Forscher an das Muster für eine der Leitlinien gebunden hatte. Im Laufe der Zeit wurde die Themen besser zu identifizieren, dass bestimmte Ausrichtung des Objekts, ohne zu wissen, dass sie trainiert hatte, dies zu tun. Kurzum, lernten sie. [6 Spaß Möglichkeiten, um Ihr Gedächtnis zu schärfen]

Diese Art der indirekten, unterschwellige Lernen könnte schließlich übersetzen lernen jemanden zu sagen, spielen Klavier oder haben eine Judo hacken.

"Es nicht wie"The Matrix"," sagte Takeo Watanabe, Professor für Neurologie an der Boston University und Hauptautor der Studie entschlüsselt-Neurofeedback. "Aber dies kann entwickelt werden, um ein sehr starkes Werkzeug werden, das realisieren konnten einige Aspekte des was im Film gezeigt wurde."

Von der Visualisierung zu verwirklichen

Vorerst wurde die Technik versucht, nur für Wahrnehmung lernen (insbesondere visuelles lernen). Motorischen Lernens – die koordinierte Bewegungen der Gliedmaßen, Balance und Atmung, die Kung Fu ist zuweisen wäre zum Beispiel – eine große Herausforderung.

"Motorischen Lernens ist ähnlich Wahrnehmung lernen, so sind wir fast sicher, dass es zu motorischen Lernens angewendet werden kann", sagte Watanabe. "Aber motorischen Lernens erfordert eine Verbesserung in einer Abfolge von Bewegungen, so dass es einiges an Zeit dauern kann."

Watanabe weiter: "Vielleicht ist es möglich, das Thema lernen, eine Bewegung innerhalb eines Jahres oder so besser als je zuvor machen mit dieser Technologie zu machen." [Top 10 Erfindungen, die die Welt veränderten]

Aber das ist ein Gletschersee Tempo neben Neo es Erwerb des Kung Fu, Watanabes Technik einen entscheidenden Vorteil bieten. "In"The Matrix", die Informationen und Fähigkeiten werden direkt übertragen ins Gehirn physisch," sagte er. "Unsere Methode ist besser, dass wir nicht haben, das menschliche Gehirn zu verletzen." Das heißt, erforderlich nicht die Technik eine riesige Daten-Buchse auf der Rückseite den Kopf einer Person.

Eingabe von "The Matrix"

Neo und seinen Mitmenschen haben verschiedene Häfen in ihrem Körper für die Fütterung Tubes und anderen sensorischen Input-Schnüre. Am wichtigsten ist die große Buchse an der Rückseite des Schädels, die Neo mit der Maschine lernen verbindet. So "angeschlossen," kann er lernen, neue Fähigkeiten zu schwingen, wie er in der virtuellen Realität Computerprogramm der Matrix selbst teilnimmt.

Medizinischen Wissenschaft bietet ähnliche, wenn weit weniger Geräte heute genannt Gehirn-Maschine-Schnittstellen oder Gehirn/Computer-Schnittstellen. Diese Versuchsaufbauten haben Gelähmte Menschen zu manipulieren, einen Roboterarm mit dachte allein gestattet. Ein Implantat in das Thema Gehirn registriert die elektrische Aktivität von Neuronen, die Bewegung von den mechanischen Arm dann übersetzt wird.

Weiterentwicklung dieser Systeme sollten stark in der Rehabilitation unterstützen. "Es wird möglich, grob das Gehirn in den nächsten Jahrzehnten zu manipulieren und sogar Dinge wie Wiederherstellung grobe visuelle Empfindungen den Blinden zu tun oder grobe Steuersignale für Prothesen, lesen sein", sagte McNaughton. "Dinge dieser Art sind bereits getan."

Die ein- und Ausgabe in diese Setups fällt jedoch weit hinter den tatsächlichen "Programmierung" von Informationen in das Gehirn, wie gesehen in "Die Matrix". Um etwas wie das abziehen, Wissenschaftler müsste ein weit größeres Verständnis für die physikalischen Grundlagen des Gedächtnisses und dachte.

Neural engineering

Das Gehirn hat etwa 100 Milliarden Neuronen, die durch Billionen von neuronalen Verbindungen genannt Synapsen verbunden sind. Speicher, wird zumindest teilweise, physisch "in die wechselnden Verbindungen der Neuronen und möglicherweise die neuronalen Architekturen selbst geschrieben". Neuverkabelung eine Gehirnzellen in Form neuer Erinnerungen müsste exquisite Präzision auf extrem kleinen Skalen.

"Es ist im Prinzip möglich, von ein paar Gehirnzellen zu notieren und zu anregen und somit in gewisser Weise belasten das System", sagte McNaughton. "Aber mit Geschenk-Tag-Technologie, die Konzepte, die, denen Sie sprechen, müsste massive invasive Eingriffe im Gehirn, schwere Schäden verursachte und das Implantat [durch das körpereigene Immunsystem] in jedem Fall abgelehnt werden."

Medikamente oder Geräte mit Bio-freundliche Beschichtungen können Immunsystem Angriffe abzuwehren, und, dass die Implantate mit externer Hardware, selektiv Neuronen auf molekularer Ebene zu verändern-Schnittstelle können vorausgesetzt, eine weitere grundlegende Frage entsteht: ob jedermanns Gehirn "die gleiche Sprache spricht".

Forscher haben jahrzehntelang gearbeitet, auf die Entschlüsselung des Gehirns "neuronalen Code." Die Aktivitätsmuster Gehirn lernen, Argumentation und gespeicherte Erinnerungen unterscheiden deutlich zwischen Individuen. In diesem Fall würden die Gehirne der Menschen nicht wie standardisierte Computer handeln, die leicht eine generische Kung Fu Programm akzeptieren kann.

Trotz all dieser Hindernisse ist Watanabe optimistisch. Er denkt, dass Wissenschaftler, mit Techniken ähnlich decodierte Neurofeedback, bald in der Lage, im Wesentlichen eine Person unerwünschte, traumatische Erinnerungen zu löschen und das Lernen verbessern.

Kung Fu, ist jedoch nicht an der Spitze der Prioritätenliste des Watanabe. Für eine Sache, sagt er, es Wanderwege, Gitarre zu spielen, für eine Sache. "Ich wünschte, ich könnte spielen wie Jimmy Page von Led Zeppelin."

Plausibilität-Score: Vollwertige ' n ' Plug-and-Play-Geschicklichkeit-lernen wie in "The Matrix" scheint ein langer Weg aus, obwohl nicht unplausibel. Angesichts der rasanten Entwicklungen im Bereich Gehirn/Maschine-Schnittstellen, Computertechnologie und Neurowissenschaften, geben wir diesem Sci-Fi-Konzept drei aus einem möglichen vier Rocketboys.

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