4. Inteligenţa fluidă poate fi optimizată prin antrenament cognitiv, în special prin eficientizarea memoriei de scurtă durată[1] (efect încrucișat).
Stimularea farmacologică a constat în utilizarea metilfenidatului și eugeroicelor, însă observațiile efectuate în aceste experimente sunt rezervate datorită percepțiilor[2]. Se consideră că deși unele substanțe farmacologice sau metode de stimulare transcraniană pot fi corelate cu un punctaj mai bun la testele de inteligenţă, interpretările trebuie să fie ponderate.
5. Învățarea rapidă facilitează achiziția de competenţe în mod accelerat, persistent și la o calitate egală sau superioară cu cea obținută prin procedeele clasice.
Stimularea electrică transcranială a fost studiată ca o metodă simplă și neinvazivă, cu aplicații în procesul de accelerare a învățării[3]. Beneficiile majore s-au obținut în special în domeniul științelor exacte[4] și sarcinilor procedurale complexe[5], iar persistenţa rezultatelor obținute prin stimulare repetitivă a fost mai mare de 6 luni în unele cazuri[6].
6. Luarea deciziilor. Stimularea repetitiv electrică și magnetică transcraniană influențează dinamica procesului decizional atunci când sunt stimulate regiuni cerebrale implicate în luarea deciziilor[7].
Un alt factor cercetat a fost efectul deprivării de somn și al medicației administrate pentru menținerea reacției de trezire asupra deciziilor[8].
7. Motivația. Într-un studiu experimental care a cuprins doi subiecți (în calitate de pacienți), prin stimularea electrică intracranială (invazivă), s-a observat o intensificare a motivației. Efectele au putut fi reproduse doar parțial prin stimulare electrică transcraniană (neinvazivă, externă) la persoane sănătoase[9].
8. Gândirea morală. Augmentarea morală reprezintă modalitatea de intervenție (farmacologică, prin tehnici de neuromodulare și neurostimulare, training specific) cu scopul de a augmenta capacitatea de a lua decizii bazate pe un cod etic și moralitate şi, în sens extins, identificarea și gestionarea factorilor care interferă cu judecata morală[10]. Poate reprezenta o temă de discuție în contextul conceptului de „ethical intelligence”.
Metoda este controversată, asimilată modificărilor comportamentale, prin îndepărtarea de la modul „natural” de a lua decizii, fără a exista pe termen lung garanția unei evoluții mai dezirabile sau beneficii individuale. Există dispute privind indicațiile metodei, criteriile pe care trebuie să le îndeplinească un candidat și „intensitatea” tratamentului, reclamându-se „psihiatrizarea” vieții cotidiene. Posibilitatea ca augmentarea morală să determine o scădere a calității vieții persoanei sau să modifice radical scenariul de viață nu este exclusă și reprezintă o temă de discuție[11].
Uneori, augmentarea morală este dezbătută în tandem cu neuroaugmentarea, ca oportunitate și chiar necesitate de a asigura utilizarea „morală” a surplusului cognitiv. Este menționată și posibilitatea segregării pe criterii de „capacitate morală” și implicațiile pentru politică și biopolitică.
O abordare „în oglindă” (neuroaugmentare/augmentare morală) constă în evaluarea gradului de moralitate a deciziilor exprimate de programe avansate de machine learning în cazul unor scenarii-limită (ex. Moral Machine de la MIT[12]). Se traduc oare resursele cognitive mai vaste, programarea algoritmică fără biasuri emoționale, viteza de procesare mult mai rapidă și accesul cvasisimultan la arhive de memorie mult peste capacitatea minții umane în decizii mai morale? Moralitatea, așa cum este concepută în cadrul diverselor sisteme de gândire și norme sociale, poate fi predată și învățată de un algoritm complex? Rămâne de observat în deceniile viitoare în ce măsură un asistent artificial poate servi drept partener implicat în obţinerea unor decizii morale aplicabile pentru probleme sociale reale.
Până la atingerea acestui stadiu de dezvoltare a inteligenței artificiale, identificarea substanțelor farmaceutice sau a altor metode (ex. deprivarea de somn, tortura, desensibilizarea emoțională progresivă, sugestii hipnotice), care interferă cu judecata morală (a empatiei, altruismului, modificarea sensibilității la stimuli psihologici agresivi, capacitatea de a anticipa efectele propriilor decizii asupra altor indivizi etc.), prezintă utilitate în special pentru profesiile care presupun luarea deciziilor care afectează direct calitatea vieții și siguranța altor ființe umane[13].
9. Performanțele neurovizuale sunt esențiale pentru realizarea operațiilor complexe militare, în special în domeniul aviației, forțelor de intervenție și speciale, ofițerilor de intelligence.
Evaluarea complexă a performanțelor vizuale evidențiază potențialele deficienţe (în unele cazuri mascate, fără să afecteze calitatea vederii în situații uzuale), dar și persoanele cu aptitudini deosebite. Evaluările se realizează prin metode de eye tracking de primă generație (senzori și camere fixe) și a doua generație (senzori mobili, localizați pe ochelari sau vizor) şi, eventual, și electroencefalografic și electrooculografic, în condiții de antrenament, simulare sau condiții reale[14].
Unul din obiective este realizarea unor dispozitive care să poată măsura activ și prelungit implicarea vizuală a subiectului și realizarea unor interfețe creier-computer care să poată utiliza informațiile referitoare la gradul de interacție vizuală pentru feedback[15]. O abordare inovativă este și realizarea unei interfețe creier-computer hibride (hBCI) destinate îmbunătățirii performanțelor de grup în cazul efectuării unor sarcini de căutare vizuală în timp real. Acest dispozitiv permite realizarea unei estimări a gradului de încredere a deciziei utilizând evaluarea activității electroencefalografice (minimum 64 de canale) și a timpului de răspuns realizat de subiecți izolați angajați în efectuarea simultană a aceleiași sarcini vizuale. Aplicația de machine learning este calibrată în cadrul unor sesiuni de antrenament să identifice tiparele EEG individuale asociate cu recunoașterea corectă, astfel încât să ajungă la capacitatea de a le discrimina în situații reale și să poată prioritiza răspunsurile care au probabilitatea cea mai înaltă de adevăr (recunoaștere corectă)[16].
Un aspect esențial constă în identificarea factorilor care determină scăderea performanțelor vizuale în condiții operative și a factorilor care influențează acest proces. Optimizarea ergonomică, respectarea orarului de odihnă sau somn, eliminarea din mediu a unor surse neesențiale de lumină, cromatica surselor de iluminare sau delegarea unor sarcini mai puțin importante pot avea un impact protectiv[17].
Optimizarea performanțelor vizuale se poate realiza în primul rând prin antrenamente care ameliorează progresiv diverși parametri (de exemplu, capacitatea vizuală anticipativă[18]). Există o serie de programe dedicate și utilizate în special de sportivii de performanţă[19] și militarii de elită[20], care conțin exerciții aparent simple care se pot realiza cu ajutorul unor jocuri video[21] sau al unor aplicații dezvoltate pentru tablete și telefoane mobile[22].
Durata medie de antrenament este de minimum 3 luni, iar în cazurile în care se solicită atingerea unui prag maximal durata poate ajunge chiar la 12 luni. Avantajul metodei constă în lipsa efectelor secundare, accesibilitate, aparenţa ușurință, dar necesită un grad crescut de implicare individuală[23].
Stimularea farmaceutică se poate realiza în special cu medicație colinergică, fiind obținute efecte persistente și semnificative, confirmate de mai multe studii[24]. Rolul acetilcolinei la nivelul analizatorului neurovizual este bine cunoscut[25], la fel și substratul neurofiziologic al acestei forme de dopaj. Stimularea concomitentă și a memoriei de scurtă durată prin utilizarea agenților colinergici este o asociere sinergică importantă[26] și relevantă pentru personalul de securitate națională. Ca și în alte terapii de suplimentare a neurotransmițătorilor, efectul este maximal într-un interval destul de restrâns, suplimentarea peste acest nivel rezultând în efecte inverse și apariția efectelor secundare nedorite.
Efecte de optimizare a performanțelor vizuale au fost obținute și prin utilizarea amfetaminelor și eugeroicelor[27], precum și în combinații dintre aceste clase de medicamente. Amfetaminele și donepezilul au efecte excitatorii la nivelul sistemului nervos central și nu se recomandă administrarea concomitentă.
Stimularea electrică transcraniană, prin efectul de modulare a excitabilității, îmbunătățește viteza de reacție[28], capacitatea de procesare vizuală[29] și de descoperire a anomaliilor cu frecvenţă scăzută[30], intensitatea efectului variind în funcție de gradul de încărcare cognitivă[31].
Efectul facilitator se răsfrânge și asupra memoriei vizuale[32], de scurtă și lungă durată, precum și asupra capacității de menținere a atenției la stimuli vizuali, în condiții de distragere a atenției[33] (întreruperi frecvente). Studiile realizate în cazul activităților militare au confirmat aceste efecte și utilitatea stimulării transcraniene.
Stimularea magnetică are efecte similare, însă de intensitate mai scăzută, fiind necesare mai multe sesiuni[34]. Are avantajul producerii în condiții de siguranță a „leziunilor virtuale”[35], care permit studierea în condiții de siguranță pentru pacient a unor particularități neurofiziologice. Zonele cerebrale țintă sunt identice ca la stimularea electrică[36].
[1] Jaeggi S.M., Buschkuehl M., Jonides J., Perrig W., Improving fluid intelligence with training on working memory. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105 (2008), pp. 6829–6833.
[2] Volkow N.D., Wang G.J., Fowler J.S., Telang F., Maynard L., Logan J., et al., Evidence that methylphenidate enhances the saliency of a mathematical task by increasing dopamine in the human brain. Am. J. Psychiatry., 2004, no. 161, pp. 1173–1180, disponibil la https://www.ncbi.nlm.nih. gov/pubmed /15229048.
[3] McKinley R.A., McIntire L.K., Nelson J.M., Nelson J.T., Acceleration of procedural learning with transcranial direct current stimulation (tDCS). Brain Stimul., 2014, no. 7, e4–e 5.10.1016, disponibil la http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1935861X14000230.
[4] Hammer A., Mohammadi B., Schmicker M., Saliger S., & Munte T.F., Errorless and errorful learning modulated by transcranial direct current stimulation. BMC Neuroscience, 2011, no.12, 72, disponibil la https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3154153/.
[5] McKinley R.A., McIntire L., Nelson J., Nelson J., Goodyear C., The effects of transcranial direct current stimulation (tDCS) on training during a complex procedural task. In: Hale KS, Stanney KM, editors., eds. Advances in Neuroergonomics and Cognitive Engineering. New York, NY: Springer; 2017.
[6] Greg Miller, Electrical brain stimulation helps people learn math faster. Science, 16.05.2013, disponibil la https://www.wired.com/2013/05/brain-stimulation-math/.
[7] Hecht D., Walsh V. & Lavidor M., Transcranial direct current stimulation facilitates decision making in a probabilistic guessing task. The Journal of Neuroscience, 2010, no. 30, pp. 4241– 4245, disponibil la https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20335459.
[8] Harrison Y., Horne J. A., The impact of sleep deprivation on decision making: a review. J. Exp. Psychol. Appl., 2000, no. 6, pp. 236–249, disponibil la https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11014055.
[9] Josef Parvizi, Vinitha Rangarajan, William Shirer, Nikita Desai, Michael D. Greicius, The Will to Persevere Induced by Electrical Stimulation of the Human Cingulate Gyrus, Neuron. 08.12.2013, vol. 80(6), disponibil la https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3877748/.
[10] Douglas Theodor, Moral enhancement. J Appl Philos., 2008, no. 25, pp. 228–245, disponibil la https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2614680/.
[11] Carter S., Could Moral Enhancement Interventions be Medically Indicated?,Health Care Anal. 2017 Dec; no. 25(4), pp. 338-353, disponibil la https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26910729.
[12] http://moralmachine.mit.edu/
[13] Wasserman D., When bad people do good things: Will moral enhancement make the world a better place? Journal of Medical Ethics. 2014, vol. 40(6), pp. 374–375, disponibil la http://jme.bmj.com/ content/ 40/6/374.long.
[14] Hejmady P., Narayanan N.H., Visual attention patterns during program debugging with an IDE. Proceedings of the 7th Eye Tracking Research and Applications Symposium (ETRA ’12); 03.2012; Safety Harbor, Fla, USA. pp. 197–200.
[15] Belkacem A.N., Saetia S., Zintus-Art K., et al., Real-time control of a video game using eye movements and two temporal EEG sensors. Computational Intelligence and Neuroscience., 2015, no. 10, disponibil la https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4672363/.
[16] Davide Valeriani, Caterina Cinel, Riccardo Poli. Group Augmentation in Realistic Visual-Search Decisions via a Hybrid Brain-Computer Interface. Sci Rep. 2017; no. 7: 7772, disponibil la https://www.ncbi. nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5552884/.
[17] Faber L.G., Maurits N.M., Lorist M., Mental fatigue affects visual selective attention. PLOS ONE, 2012, no. 7(10) (2012), disponibil la https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3485293/.
[18] Farrow D., Abernethy B., Can anticipatory skills be learned through implicit video-based perceptual training? Journal of Sports Sciences, 2012, no. 220, pp. 471-485, disponibil la https://www.ncbi.nlm. nih.gov/ pubmed/12137177.
[19] Williams A.M., Ward P., Chapman C., Training perceptual skill in field hockey: Is there transfer from the laboratory to the field. Research Quarterly for Exercise and Sport, 2003, no. 774, pp. 98-103, disponibil la https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12659480.
[20] Collin Breaux, New technology helps researchers monitor Navy divers’ biological conditions. Star and Stripes, 13.04.2018, disponibil la https://www.stripes.com/news/us/new-technology-helps-researchers-monitor-navy-divers-biological-conditions-1.521946.
[21] Cohen J., Green S., Bavelier D., Training visual attention with video games: Not all games are created equal. In: Perez HFONRS, editor. Computer games and team and individual learning. Elsevier Science; 2007.
[22] George Savulich, Emily Thorp, Thomas Piercy, Katie A. Peterson, John D. Pickard,, Barbara J. Sahakian, Improvements in Attention Following Cognitive Training With the Novel “Decoder” Game on an iPad. Front. Behav. Neurosci., 21.01.2019, disponibil la https://www.frontiersin.org/articles/10.3389 /fnbeh.2019.00002/full.
[23] IOS Press, Training can improve athletes’ stereo vision. 05.05.2017, disponibil la https://medicalxpress.com/news/2017-07-athletes-stereo-vision.html?utm_source=nwletter&utm_medium = email&utm_campaign=daily-nwletter.
[24] Rokem A., Silver M.A., Cholinergic enhancement augments magnitude and specificity of visual perceptual learning in healthy humans, Curr. Biol., 2010, no. 20, pp. 1723–1728, disponibil la https://www.ncbi.nlm .nih.gov/pmc/articles/PMC2953574/.
[25] Dotigny F., Ben Amor A.Y., Burke M., Vaucher E., Neuromodulatory role of acetylcholine in visually-induced cortical activation: behavioral and neuroanatomical correlates. Neuroscience, 2008, no. 154, pp. 1607–1618, disponibil la https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18515016.
[26] Bentley P., Husain M., Dolan R.J., Effects of cholinergic enhancement on visual stimulation, spatial attention, and spatial working memory. Neuron., 2004, no. 41, pp. 969–982, disponibil la https://www.ncbi.nlm.nih. gov/pubmed/15046728.
[27] Finke K., Dodds C.M., Bublak P., Regenthal R., Baumann F., Manly T., et al., Effects of modafinil and methylphenidate on visual attention capacity: a TVA-based study. Psychopharmacology (Berl), 2010, no. 210, pp. 317–329, disponibil la https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20352415.
[28] Antal A., Nitsche M.A., Paulus W., Transcranial direct current stimulation and the visual cortex. Brain Res Bull., 02.2006, no. 68(6), pp. 459-463, disponibil la https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16459203.
[29] Bolognini, N., Fregni, F., Casati, C., Brain polarization of parietal cortex augments training-induced improvement of visual exploratory and attentional skills. Brain Research, 210, no. 1349, pp. 76 – 89.
[30] Nelson J.M., McKinley R.A., McIntire L.K., Goodyear C., Walters C., Augmenting visual search performance with transcranial direct current stimulation (tDCS). Mil. Psychol., 2015, no. 27, no. 335, disponibil la http://psycnet.apa.org/doiLanding?doi=10.1037/mil0000085.
[31] Roe J.M., Nesheim M., Mathiesen N.C., Moberget T., Alnaes D., Sneve M.H., The effects of tDCS upon sustained visual attention are dependent on cognitive load. Neuropsychologia., 2016, no. 80, pp. 1–8, disponibil la https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26556389.
[32] Chi R.P., Fregni F. & Snyder A.W. (2010), Visual memory improved by non-invasive brain stimulation. Brain Research, no. 1353, pp. 168–175.
[33] Blumberg E.J., Foroughi C.K., Scheldrup M.R., Peterson M.S., Boehm-Davis D.A., Parasuraman R. Reducing the Disruptive Effects of Interruptions With Noninvasive Brain Stimulation.Hum Factors., 07.2015, no. 57(6), pp. 1051-62, disponibil la https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26342062.
[34] Kim Y.H., Min S.J., Ko M.H., Park J.W., Jang S.H., Lee P.K., Facilitating visuospatial attention for the contralateral hemifield by repetitive TMS on the posterior parietal cortex.Neurosci Lett., 06.2005, no. 382(3), pp. 280-5, disponibil la https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15925104.
[35] Hilgetag C.C., Théoret H., Pascual-Leone A., Enhanced visual spatial attention ipsilateral to rTMS-induced ‘virtual lesions’ of human parietal cortex. Nat. Neurosci., 2001, no. 4, pp. 953–957. 10.1038, disponibil la https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11528429.
[36] Aguila J., Cudeiro J., Rivadulla C., Effects of Static Magnetic Fields on the Visual Cortex: reversible Visual Deficits and Reduction of Neuronal Activity. Cereb Cortex. , 02.2016, no. 26(2), pp. 628-638, disponibil la https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25260705.
