חוקרים משתמשים בממשק מוח-מכונה כדי ליצור חוש שישי אצל חולדות

בתחום הרפואי, רובם ממשק מוח-מכונה המחקר מתמקד בניסיון להחליף מידע חושי שאבד, כגון החזרת תחושת המישוש לאנשים עם פציעות בעמוד השדרה. עם זאת, מחקר שנערך לאחרונה נקט בגישה שונה על ידי שימוש בממשק מוח-מכונה כדי להגביר מערכות חישה קיימות וליצור "חוש שישי" בחולדות.

"זה מהווה צעד חשוב בכיוון של מערכות 'סייבר-פיזיקליות', הממזגות מחשבים עם החיים מוח", אמר לדיגיטל הסופר הבכיר ד"ר טים לוקאס, עוזר פרופסור לנוירוכירורגיה באוניברסיטת פנסילבניה טרנדים. לדבריו, ניתן לפתח את הטכנולוגיה בעתיד כדי לשחזר חוויות חושיות לאנשים הסובלים משיתוק.

ניתן להשתמש בממשקי מוח-מחשב כדי לשלוט על הכל מל"טים לזרועות ביוניות, והם הפכו לנושא חם בטכנולוגיה המתפתחת. אילון מאסק עובד על פרויקט Neuralink להשתמש בשתלים קיברנטיים כדי לאפשר לאנשים להתממשק עם גאדג'טים או תוכנות, וכן פייסבוק עובד בכוחות עצמו מערכת מחשב לקריאת מוח. עם זאת, פרויקטים אלה רחוקים מיצירת אבות טיפוס שמיש. לפני שבני אדם יוכלו להתממשק עצבי עם מחשבים, החוקרים צריכים למצוא דרך לשלב מידע נכנס ממחשב לתוך המוח.

המחקר החדש של Penn Medicine עושה בדיוק את זה, על ידי השתלת אלקטרודות זעירות במוח של חולדות והזנתן במידע בצורה של משוב חושי. החוקרים החלו בהשתלה כירורגית של האלקטרודות במוחן של החולדות. אחר כך הכניסו את החיות למבוך מים שנצבע בתוכו שחור, עם במה מוסתרת מתחת למים שאליה היו צריכים להגיע כדי להימלט.

החולדות לא יכלו לראות את הפלטפורמה, ולכן לא קיבלו מידע חזותי על איך לנווט במבוך. אבל כן היה להם מידע מהממשק. האלקטרודות עוררו את מוחותיהם להודיע ​​לחולדות היכן הפלטפורמה ממוקמת ביחס להן המיקום הנוכחי, והחולדות היו מסוגלות להשתמש במידע זה כדי להגיע לפלטפורמה אפילו ב חוֹשֶׁך.

החוקרים השתמשו בטכניקה הנקראת מיקרוסטימולציה תוך קורטיקלית, שהיא הרבה יותר מדויקת מאשר סוגים אחרים של גירוי מוחי (כגון גירוי זרם ישר דרך עור). שיטות אחרות אלו מפעילות אלפי או מיליוני נוירונים ואלמנטים עצביים אחרים, בעוד שמיקרו-גירוי תוך-קורטיקלי מפעיל רק כעשרה אלמנטים. המשמעות היא שניתן למקד את הגירוי המופעל על המוח במדויק, מה שנותן לחוקרים את היכולת ליצור תפיסה יחידה ודיסקרטית במקום להפעיל אזור מוח שלם.

עם גירוי מדויק יותר זה, החוקרים יכלו למקד אזורי מוח ספציפיים מאוד כדי להעביר מידע. עם זאת, יש אתגר. זה לא מספיק פשוט לעורר אזור במוח ולהניח שהחיה תוכל להבין את המידע הזה. אחת מפריצות הדרך שהצוות עשה הייתה להראות שה"רבוט-רובוט" יכול להטמיע את המידע, עיבוד האותות המופקים מבחוץ בצורה מוצלחת באותה מידה כאילו הוא משתמש בו הטבעי חושים.

היו ניסיונות קודמים ליצור "חוש שישי" לכיוונים באמצעות כלים חיצוניים כמו א חגורה רוטטת שיכולה לעזור לאנשים לקויי ראייה לנווט סביב סביבתם. עם זאת, ישנן מגבלות על מי יכול להשתמש בכלים החיצוניים האלה - הם לא יכולים לשמש אנשים עם שיתוק, למשל, שאינם יכולים לחוות משוב חושי.

"יישום אחד בסופו של דבר של מכשיר מחשב-מוח זה הוא להחזיר את התחושה לאנשים שסבלו מפגיעה בחוט השדרה", אמר לוקאס. "מטופל כמו כריסטופר ריב לא יכול להרים את אצבעו, ולא להרגיש מחט שננעצת באצבעו. לכריסטופר ריב יהיה שימוש מועט בחגורה רוטטת."

לפני שהחוקרים יוכלו לשקול השתלת מכשיר לגירוי מוחי באדם, הם יצטרכו לערוך ניסויים רבים נוספים בבעלי חיים כדי להבטיח שהטכנולוגיה בטוחה. בסופו של דבר, עם זאת, הם מאמינים שהם יכולים להשתמש במכשירי מוח-מחשב כדי לשלב מחשבים במוח האנושי.

זה פותח את הדלת ליישומים המחברים מכשירים במוח למכשירים במקומות אחרים בגוף. "החזון לטווח ארוך שלנו הוא לקשר את המערכת הזו עם חיישנים מושתלים בגפיים משותקות כדי לספק חוויה חושית מלאה לחולים משותקים", אמר לוקאס.

והמחקר הזה לא מעניין רק במונחים של עזרה לאנשים עם מוגבלויות. זה עשוי לפתוח תחום חדש לגמרי של התקני מוח-מחשב, כמו ביורובוטים שיכולים לבצע פעולות חיפוש והצלה.

הממצאים מתפרסמים בכתב העת PNAS.

המלצות עורכים

• האדם משתמש בזרועות רובוט תותבות הנשלטות על ידי המוח כדי לאכול טווינקי
• קריאת מחשבות א.י. מנתח את גלי המוח שלך כדי לנחש באיזה סרטון אתה צופה
• 'ממשק המוח-מחשב' של פייסבוק יכול לאפשר לך להקליד עם המוח שלך
• פורץ דרך A.I. יכול לסנתז דיבור על סמך פעילות המוח של אדם
• חולדות הסייבורג הנשלטות על דעת סין הן הוכחה שאנו חיים בדיסטופית סייברפאנק

שדרג את אורח החיים שלךמגמות דיגיטליות עוזרות לקוראים לעקוב אחר עולם הטכנולוגיה המהיר עם כל החדשות האחרונות, ביקורות מהנות על מוצרים, מאמרי מערכת מעוררי תובנות והצצות מיוחדות במינן.