Кормить обезьян, смотреть фильмы с кошками, играть в видеоигры – звучит как хороший выходной, не правда ли? Однако если вы нейробиолог, это очень похоже на последние полвека исследований по соединению человеческого мозга с компьютерами.
Neuralink Илона Маска, каким бы впечатляющим он ни был, существует в игре только с 2016 года, и это лишь часть постоянно растущей волны нейробиологических достижений. Эти обезьяны? Они питаются роботизированными руками, подключенными к их мозгу. Кошки смотрят видео, а мы преобразуем полученную мозговую активность обратно в изображения. А видеоигры? Вы можете играть в них мысленно.
Читайте также: Действительно ли работают приложения для тренировки мозга?
Что такое интерфейсы «мозг-компьютер» (BCI)?
Какой бы сложной ни была фактическая реализация, концепция BCI довольно проста. Нейроны вашего мозга посылают друг другу электрические сигналы, когда вы что-то делаете. Используя электроды внутри черепа или на черепе, мы можем обнаружить эти спайки, оцифровать их, выяснить, что делает мозг, и преобразовать эту активность в какое-то действие или данные.
Таким образом, мы можем посылать интерпретируемые электрические сигналы таким вещам, как компьютерные системы, протезы и даже роботы, что позволяет нам потенциально управлять устройствами вокруг нас
Contents
Что такое интерфейсы «мозг-компьютер» (BCI)?
и. Эта связь также работает в обе стороны. Мы можем кодировать цифровую информацию в виде электрических сигналов, считываемых мозгом, и отправлять их, обеспечивая своего рода сенсорный ввод.
ИМК обычно разделяют на три основные категории: инвазивные, частично инвазивные и неинвазивные. Как следует из названия, инвазивные ИМК имплантируются непосредственно в мозг, что обеспечивает им наилучший «прием» с точки зрения возможности сбора подробной информации о том, какие нейроны что делают.
Частично инвазивные ИМК (это то, что представляет собой Neuralink) помещаются в череп, а не непосредственно в мозг, что делает их более безопасными, менее хирургически интенсивными и при этом достаточно эффективными.
Неинвазивные ИМК вообще не прикрепляются к голове. Вы, наверное, уже видели их раньше в виде резиновых шапочек с электродами. Их проще всего использовать, но поскольку они находятся дальше от мозга, но в черепе, волны, генерируемые активирующими нейронами, также не проходят, а это означает, что данные более зашумлены и не позволяют контролировать так же точно, как внутримозговые имплантаты.
Что мы уже сделали с BCI?
Основной целью этого исследования не является создание человека с улучшенным искусственным интеллектом и телепатическими интернет-способностями. Это, вероятно, произойдет, но цель – это скорее побочный эффект, возникающий в результате медицинских исследований в таких областях, как лечение паралича, слепоты, глухоты, немоты, судорог и других проблем сенсорной/центральной нервной системы, которые являются причиной многих заболеваний. текущие исследования интерфейса «мозг-компьютер».
Например,
Кохлеарные имплантаты уже используют сотни тысяч людей. По сути, они не взаимодействуют с компьютером, поскольку их работа состоит в том, чтобы получать звуки из внешнего мира и переводить их в электрические сигналы, которые могут быть обработаны мозгом. -читаемые сигналы от машин.
Имплантаты сетчатки, хотя пока и не столь распространены, уже восстанавливают ограниченное зрение тем, кто его потерял. Люди даже успешно использовали сигналы мозга для управления роботизированными руками и ногами, как, например, Джулиано Пинто , паралич нижних конечностей, который стартовал на чемпионате мира по футболу в Бразилии в 2014 году, используя управляемый разумом экзоскелет.
Однако когда дело доходит до фактического подключения мозга к компьютерам с помощью более традиционного способа чтения и записи, многие из крупнейших прорывов на данный момент были достигнуты с помощью обезьян.
Еще в 1969 году ученым удалось заставить обезьян перемещать стрелку на циферблате, используя только сигналы мозга. К 2008 году их было Что мы уже сделали с BCI?er" title="используют свой мозг для управления роботами-манипуляторами, которые приносят им еду">используют свой мозг для управления роботами-манипуляторами, которые приносят им еду , а в 2011 году обезьяны двигали роботизированными руками получая при этом обратную связь с той частью мозга, которая отвечает за контроль над руками. , как если бы они улавливали сигналы от одной из своих настоящих рук. В 2016 году обезьяны достигли скорости набора текста двенадцать слов в минуту использовали нейронные имплантаты и произносили шекспировские фразы, например: «Банан под любым другим названием будет пахнуть так же сладко».
Если эти тенденции сохранятся, нам даже не придется беспокоиться о том, что ИИ захватит мир — обезьяны-телепаты, вероятно, доберутся туда первыми.
Нам также удалось уловить точные сигналы изображения из мозга кошек и людей. Мониторинг активности мозга у кошек, каждая из которых смотрела один из восьми короткометражных фильмов, Исследователи смогли построить достаточно изображений с экрана, чтобы определить, какой фильм смотрела каждая кошка. .
И это было в 1999 году, а к 2008 году исследователи успешно проделали это на людях. Между этими двумя испытаниями мальчик-подросток, которому установили мозговые имплантаты от эпилепсии, смог достичь пройти несколько уровней Space Invaders, используя только сигналы мозга .
Читайте также: Samsung тестирует телевизор с мозговым управлением
Этот список можно легко продолжить: люди печатают, двигают мышами по экранам, водят машины, пишут в Твиттере, отправляют друг другу тихие сообщения через Интернет, пилотируют дроны, управляют смарт-телевизорами и многое другое. Эта технология развивается в некоторых интересных направлениях, о чем свидетельствует множество стартапов, реализующих большие идеи.
Neuralink
Этот проект привлек много внимания, и не зря: Нейралинк — это, вероятно, самый маленький, самый легкий, легко имплантируемый частично инвазивный BCI, и он не сильно жертвует в с точки зрения функциональности. Вот как это работает:
- Neuralink использует роботизированный инструмент для имплантации крошечных нитей (1/10 ширины человеческого волоса) в мозг. Сейчас для этого требуется сверлить крошечные отверстия, но в будущем возможно использование лазера.
- Эти нити подключены к чипам, называемым «сенсорами N1», встроенным в череп, которые могут обрабатывать полученные данные, а также отправлять электрические сигналы в мозг.
- Эти чипы подключены к устройству под названием The Link, которое представляет собой носимое внешнее устройство, которое может взаимодействовать с чипом и по беспроводной сети отправлять и получать информацию от других устройств.
По данным Neuralink, испытания на крысах и обезьянах уже оказались успешными, и они планируют в ближайшее время начать испытания на людях. Первыми получателями станут люди, у которых есть медицинские потребности в этом устройстве, но Илон Маск не скрывает своего желания в конечном итоге наладить сотрудничество между человеком и искусственным интеллектом посредством такого рода мозгового интерфейса. Конечный продукт сможет подключаться к смартфонам и другим устройствам и управлять ими, а по мере совершенствования технологии мы, вероятно, увидим множество других приложений.
БрейнГейт
Мозговой имплантат, разработанный компанией Cyberkinetics, БрейнГейт , является одним из первых современных BCI. Люди-испытуемые смогли успешно соединить компьютеры со своим мозгом еще в 2004 году, а к 2012 году компания Cyberkinetics продемонстрировала управляемую мозгом роботизированную руку, которая позволяла парализованным людям дотягиваться, хватать и даже пить из бутылки. У них длинный список публикаций и достижений: от помощи людям в управлении конечностями роботов до использования сигналов мозга для игры на пианино на планшете.
Эмотив
Учитывая, что не так уж много людей выстраиваются в очередь, чтобы просверлить отверстия в голове, логично, что коммерчески доступный неинвазивный BCI будет хорошим первым шагом. Именно это и делает Эмотив . Их гарнитуры ЭЭГ (электроэнцефалограф) могут улавливать сигналы вашего мозга, позволяя вам анализировать собственную умственную деятельность, управлять устройствами или даже получать представление о том, как потребители используют продукты. Он относительно недорог, дает данные исследовательского уровня, и все, что вам нужно сделать, это надеть его!
Нейбельность
Как и Emotiv, Нейрабль выбирает неинвазивный путь, рекламируя свои гарнитуры как способ управления цифровым миром без помощи рук и голоса. Что отличает их от других, так это их ориентация на технологию виртуальной реальности как способ обеспечить управляемые разумом игры, обучение и цифровое управление, что может быть весьма полезно как способ научить ваш мозг быстро усваивать новые шаблоны, например, адаптироваться к виртуальной среде. конечности.
Это лишь некоторые из текущих проектов в области интерфейсов «мозг-компьютер». Как и в любой области передовых технологий в наши дни, существует множество игроков, претендующих на звание первых, и в этой области уже было реализовано множество интересных приложений: от Повязка на голову BrainCo, улучшающая учебу до 21<. /с>.
Насколько мы далеки от того, чтобы BCI стал нормой?
Вероятно, в ближайшее время вам не удастся установить Neuralink. Несмотря на его небольшой размер, создание каких-либо дырок в голове кажется своего рода большим прыжком. Однако рынок неинвазивных гарнитур для электроэнцефалограммы начинает расти, и некоторые коммерчески доступные гарнитуры продаются по вполне разумной цене.
В конечном итоге они могут оказаться достаточно надежными, чтобы их можно было использовать как часть вашего обычного технологического стека, но это может занять некоторое время. Однако, как показывает Neuralink, BCI совершенствуются и миниатюризируются быстрее, чем когда-либо, поэтому вполне возможно, что в будущем установка связи мозг-компьютер будет чем-то вроде, как выразился Илон Маск, процедуры LASIK. Не каждый это сделает, но если вам это нужно, это будет относительно тривиальная процедура.
Авторы изображений: Neuralinkwiki/File:Blausen_0244_CochlearImplant_01.png" target="_blank" rel="nofollow noopener noreferrer" title="Blausen 0244 Кохлеарный имплантат">Blausen 0244 Кохлеарный имплантат , Эмотив Эпок+ , ИМК на основе ЭЭГ , Интегрированная платформа интерфейса «мозг-машина» с тысячами каналов. , Обезьяна использует роботизированную руку , Интерфейс мозг-компьютер (схема)
