Medicīnas jomā lielākā daļa smadzeņu un mašīnas saskarne pētījumi ir vērsti uz mēģinājumu aizstāt zaudēto sensoro informāciju, piemēram, atjaunot taustes sajūtu cilvēkiem ar muguras smadzeņu traumām. Tomēr nesen veiktā pētījumā izmantota cita pieeja, izmantojot smadzeņu un mašīnas saskarni, lai paplašinātu esošās sensorās sistēmas un radītu "sesto sajūtu" žurkām.
"Tas ir nozīmīgs solis virzienā uz "kiberfiziskajām" sistēmām, kas apvieno datorus ar dzīvajiem. smadzenes,” vecākais autors Dr. Tims Lūkass, Pensilvānijas Universitātes neiroķirurģijas docents, pastāstīja Digital. Tendences. Viņš teica, ka tehnoloģija varētu tikt izstrādāta nākotnē, lai atjaunotu maņu pieredzi cilvēkiem, kuri cieš no paralīzes.
Ieteiktie videoklipi
Smadzeņu un datoru saskarnes var izmantot, lai kontrolētu visu, sākot no bezpilota lidaparāti uz bioniskajām rokām, un tie ir kļuvuši par aktuālu tēmu jaunajās tehnoloģijās. Elons Masks strādā pie Neuralink projekts izmantot kibernētiskos implantus, lai cilvēki varētu saskarties ar sīkrīkiem vai programmatūru, un
Facebook strādā pats par sevi smadzeņu lasīšanas datorsistēma. Tomēr šie projekti ir tālu no izmantojamu prototipu izveides. Pirms cilvēki var neirāli saskarties ar datoriem, pētniekiem ir jāatrod veids, kā integrēt no datora ienākošo informāciju smadzenēs.Saistīts
- Smadzeņu lasīšanas austiņas ir paredzētas, lai sniegtu jums telekinētisku kontroli
- Pētnieki izstrādā elastīgu smadzeņu un mašīnu saskarni ratiņkrēslu vadīšanai
- 6 jautājumi, kas mums ir par Elona Muska smadzeņu interfeisa tehnoloģiju Neuralink
Jaunais Penn Medicine pētījums tieši to dara, implantējot mazus elektrodus žurku smadzenēs un padodot tām informāciju sensoro atgriezeniskās saites veidā. Pētnieki sāka, ķirurģiski implantējot elektrodus žurku smadzenēs. Tad viņi ievietoja dzīvniekus ūdens labirintā, kura iekšpuse bija nokrāsota melnā krāsā, un zem ūdens bija paslēpta platforma, kas viņiem bija jāsasniedz, lai aizbēgtu.
Žurkas nevarēja redzēt platformu, tāpēc tās nesaņēma vizuālu informāciju par to, kā pārvietoties labirintā. Bet viņiem bija informācija no saskarnes. Elektrodi stimulēja viņu smadzenes, lai informētu žurkām, kur platforma atrodas attiecībā pret viņu pašreizējā stāvoklī, un žurkas varēja izmantot šo informāciju, lai sasniegtu platformu pat tumsa.
Pētnieki izmantoja paņēmienu, ko sauc par intrakortikālo mikrostimulāciju, kas ir daudz precīzāka nekā cita veida smadzeņu stimulācija (piemēram, transkutāna līdzstrāvas stimulācija). Šīs citas metodes aktivizē tūkstošiem vai miljoniem neironu un citu neironu elementu, savukārt intrakortikālā mikrostimulācija aktivizē tikai aptuveni desmit elementus. Tas nozīmē, ka smadzenēm pielietoto stimulāciju var precīzi mērķēt, dodot pētniekiem iespēju radīt vienotu, diskrētu uztveri, nevis aktivizēt veselu smadzeņu zonu.
Izmantojot šo precīzāku stimulāciju, pētnieki varētu mērķēt uz ļoti specifiskām smadzeņu zonām, lai nodotu informāciju. Tomēr ir izaicinājums. Nepietiek tikai stimulēt smadzeņu zonu un pieņemt, ka dzīvnieks varēs saprast šo informāciju. Viens no komandas sasniegumiem bija parādīt, ka “Žurkas robots” spēj asimilēt informāciju, apstrādā ārēji radītos signālus tikpat veiksmīgi, it kā tas izmantotu savus dabiskos signālus sajūtas.
Iepriekš ir bijuši mēģinājumi izveidot “sesto sajūtu” norādēm, izmantojot ārējos rīkus, piemēram, a vibrācijas josta, kas var palīdzēt cilvēkiem ar redzes traucējumiem pārvietoties pa savu vidi. Tomēr ir ierobežojumi attiecībā uz to, kas var izmantot šos ārējos rīkus — tos nevar izmantot, piemēram, cilvēki ar paralīzi, kuri nevar izjust sensoro atgriezenisko saiti.
"Viens no šīs smadzeņu datorierīces iespējamajiem pielietojumiem ir atjaunot sajūtu cilvēkiem, kuri cietuši no muguras smadzeņu traumas," sacīja Lūkass. "Tāds pacients kā Kristofers Rīvs nevar ne pacelt pirkstu, ne sajust, kā adata iedur pirkstā. Kristoferam Rīvam no vibrējošās jostas būtu maz jēgas.
Pirms pētnieki varētu apsvērt iespēju implantēt smadzeņu stimulācijas ierīci cilvēkam, viņiem būtu jāveic daudz vairāk izmēģinājumu ar dzīvniekiem, lai nodrošinātu, ka tehnoloģija ir droša. Tomēr galu galā viņi uzskata, ka var izmantot smadzeņu datoru ierīces, lai integrētu datorus cilvēka smadzenēs.
Tas paver durvis lietojumprogrammām, kas savieno ierīces smadzenēs ar ierīcēm citur organismā. "Mūsu ilgtermiņa vīzija ir savienot šo sistēmu ar implantējamiem sensoriem paralizētajās ekstremitātēs, lai nodrošinātu pilnīgu maņu pieredzi paralizētiem pacientiem," sacīja Lūkass.
Un šis pētījums ir interesants ne tikai saistībā ar palīdzību cilvēkiem ar invaliditāti. Tas potenciāli varētu atvērt pilnīgi jaunu smadzeņu datoru ierīču jomu, piemēram, biorobotus, kas var veikt meklēšanas un glābšanas operācijas.
Secinājumi ir publicēti žurnālā PNAS.
Redaktoru ieteikumi
- Cilvēks izmanto smadzeņu vadītas protēzes robota rokām, lai ēstu Twinkie
- Domu lasīšana A.I. analizē jūsu smadzeņu viļņus, lai uzminētu, kuru videoklipu skatāties
- Facebook “smadzeņu un datora saskarne” ļauj jums rakstīt ar prātu
- Revolucionārais A.I. var sintezēt runu, pamatojoties uz cilvēka smadzeņu darbību
- Ķīnas prāta kontrolētās kiborgu žurkas ir pierādījums tam, ka mēs dzīvojam kiberpanka distopijā
Uzlabojiet savu dzīvesveiduDigitālās tendences palīdz lasītājiem sekot līdzi straujajai tehnoloģiju pasaulei, izmantojot visas jaunākās ziņas, jautrus produktu apskatus, ieskatu saturošus rakstus un unikālus ieskatus.
