В медицинской сфере большинство интерфейс мозг-машина Исследования сосредоточены на попытках заменить утраченную сенсорную информацию, например, на восстановлении чувства осязания у людей с травмами спинного мозга. Однако недавнее исследование использовало другой подход, используя интерфейс «мозг-машина» для расширения существующих сенсорных систем и создания «шестого чувства» у крыс.
«Это важный шаг в направлении «киберфизических» систем, которые объединяют компьютеры с живыми существами. мозга», — рассказал Digital старший автор доктор Тим Лукас, доцент кафедры нейрохирургии Пенсильванского университета. Тенденции. Он сказал, что в будущем технология может быть разработана для восстановления сенсорного опыта у людей, страдающих параличом.
Рекомендуемые видео
Интерфейсы «мозг-компьютер» можно использовать для управления всем: от дроны в бионическое оружие, и они стали горячей темой в новых технологиях. Илон Маск работает над Проект Нейралинк использовать кибернетические имплантаты, позволяющие людям взаимодействовать с гаджетами или программным обеспечением, и
Фейсбук работает самостоятельно компьютерная система чтения мыслей. Однако эти проекты далеки от создания пригодных для использования прототипов. Прежде чем люди смогут нейронно взаимодействовать с компьютерами, исследователям необходимо найти способ интегрировать входящую информацию от компьютера в мозг.Связанный
- Наушники для чтения мыслей созданы, чтобы дать вам телекинетический контроль
- Исследователи разрабатывают гибкий мозго-машинный интерфейс для управления инвалидными колясками
- 6 вопросов, которые у нас есть о технологии мозгового интерфейса Neuralink Илона Маска
Новое исследование Penn Medicine делает именно это, имплантируя крошечные электроды в мозг крыс и передавая им информацию в форме сенсорной обратной связи. Исследователи начали с хирургической имплантации электродов в мозг крыс. Затем они поместили животных в водный лабиринт, выкрашенный внутри в черный цвет, со скрытой под водой платформой, до которой им нужно было добраться, чтобы выбраться.
Крысы не могли видеть платформу, поэтому не получали визуальной информации о том, как перемещаться по лабиринту. Но у них была информация из интерфейса. Электроды стимулировали мозг крыс, сообщая им, где находится платформа относительно их тела. текущей позиции, и крысы смогли использовать эту информацию, чтобы добраться до платформы даже в тьма.
Исследователи использовали технику, называемую внутрикортикальной микростимуляцией, которая намного точнее, чем другие виды стимуляции мозга (например, чрескожная стимуляция постоянным током). Эти другие методы активируют тысячи или миллионы нейронов и других нервных элементов, тогда как внутрикорковая микростимуляция активирует только около десяти элементов. Это означает, что стимуляция мозга может быть точно направленной, что дает исследователям возможность создавать единое дискретное восприятие вместо активации всей области мозга.
Благодаря этой более точной стимуляции исследователи могли воздействовать на очень конкретные области мозга для передачи информации. Однако есть проблема. Недостаточно просто стимулировать область мозга и предполагать, что животное сможет понять эту информацию. Одним из прорывов команды было показать, что «Робот-Крыса» может усваивать информацию. обработка внешних сигналов так же успешно, как если бы она использовала свои природные чувства.
Ранее уже предпринимались попытки создать «шестое чувство» для направлений с использованием внешних инструментов, таких как вибрирующий пояс, который может помочь людям с ослабленным зрением ориентироваться в окружающей среде. Однако существуют ограничения на то, кто может использовать эти внешние инструменты — их не могут использовать, например, люди с параличом, которые не могут испытывать сенсорную обратную связь.
«Одним из возможных применений этого нейрокомпьютерного устройства является восстановление чувствительности у людей, перенесших травму спинного мозга», — сказал Лукас. «Такой пациент, как Кристофер Рив, не может ни поднять палец, ни почувствовать иглу, воткнутую в его палец. Кристоферу Риву вряд ли бы пригодился вибрирующий ремень».
Прежде чем исследователям удастся рассмотреть возможность имплантации устройства для стимуляции мозга человеку, им потребуется провести еще много испытаний на животных, чтобы убедиться в безопасности технологии. Однако в конце концов они полагают, что могут использовать устройства «мозг-компьютер» для интеграции компьютеров в человеческий мозг.
Это открывает двери для приложений, которые соединяют устройства в мозге с устройствами в других частях тела. «Наша долгосрочная цель — связать эту систему с имплантируемыми датчиками в парализованные конечности, чтобы обеспечить полный сенсорный опыт для парализованных пациентов», — сказал Лукас.
И это исследование представляет интерес не только с точки зрения помощи людям с ограниченными возможностями. Потенциально это может открыть совершенно новую область нейрокомпьютерных устройств, таких как биороботы, которые смогут выполнять поисково-спасательные операции.
Результаты опубликованы в журнале ПНАС.
Рекомендации редакции
- Мужчина использует управляемые мозгом роботизированные руки-протезы, чтобы съесть твинки
- Читающий мысли ИИ анализирует ваши мозговые волны, чтобы угадать, какое видео вы смотрите
- «Интерфейс мозг-компьютер» Facebook может позволить вам печатать мысленно
- Инновационный искусственный интеллект может синтезировать речь на основе мозговой активности человека
- Китайские крысы-киборги, управляемые разумом, являются доказательством того, что мы живем в антиутопии киберпанка
Обновите свой образ жизниDigital Trends помогает читателям быть в курсе быстро меняющегося мира технологий благодаря всем последним новостям, забавным обзорам продуктов, содержательным редакционным статьям и уникальным кратким обзорам.
