У медичній сфері найбільше інтерфейс мозок-машина дослідження зосереджені на спробі замінити втрачену сенсорну інформацію, таку як відновлення відчуття дотику у людей із травмами спинного мозку. Однак нещодавнє дослідження застосувало інший підхід, використовуючи інтерфейс «мозок-машина» для розширення існуючих сенсорних систем і створення «шостого почуття» у щурів.
«Це є важливим кроком у напрямку «кіберфізичних» систем, які поєднують комп’ютери з живими людьми. головного мозку», – сказав старший автор доктор Тім Лукас, доцент кафедри нейрохірургії Пенсильванського університету, Digital. Тенденції. Він сказав, що технологія може бути розроблена в майбутньому для відновлення сенсорного досвіду людей, які страждають від паралічу.
Рекомендовані відео
Інтерфейси мозок-комп’ютер можна використовувати для керування всім дронів до біонічної зброї, і вони стали гарячою темою в нових технологіях. Ілон Маск працює над Проект Neuralink використовувати кібернетичні імплантати, щоб дозволити людям взаємодіяти з гаджетами чи програмним забезпеченням, а також
Facebook працює сам по собі комп'ютерна система зчитування мозку. Однак ці проекти ще далекі від створення придатних для використання прототипів. Перш ніж люди зможуть нейронно взаємодіяти з комп’ютерами, дослідники повинні знайти спосіб інтегрувати інформацію, що надходить від комп’ютера, у мозок.Пов'язані
- Навушники для читання мізків створені, щоб дати вам телекінетичний контроль
- Дослідники розробляють гнучкий інтерфейс «мозок-машина» для керування інвалідними візками
- 6 запитань про технологію мозкового інтерфейсу Neuralink Ілона Маска
Нове дослідження Penn Medicine робить саме це, імплантувавши крихітні електроди в мозок щурів і надаючи їм інформацію у формі сенсорного зворотного зв’язку. Дослідники почали з хірургічного вживлення електродів у мозок щурів. Потім вони помістили тварин у водний лабіринт, пофарбований у чорний колір, із захованою під водою платформою, до якої їм потрібно було дістатися, щоб втекти.
Щури не бачили платформу, тому не отримували візуальної інформації про те, як переміщатися лабіринтом. Але вони мали інформацію з інтерфейсу. Електроди стимулювали їхній мозок повідомляти щурам, де розташована платформа відносно їх поточне положення, і щури змогли використати цю інформацію, щоб досягти платформи навіть у темрява.
Дослідники використали техніку під назвою інтракортикальна мікростимуляція, яка є набагато точнішою, ніж інші види стимуляції мозку (наприклад, черезшкірна стимуляція постійним струмом). Ці інші методи активують тисячі чи мільйони нейронів та інших нейронних елементів, тоді як інтракортикальна мікростимуляція активує лише близько десяти елементів. Це означає, що стимуляція, застосована до мозку, може бути точно спрямована, даючи дослідникам можливість створити єдине окреме сприйняття замість активації цілої області мозку.
За допомогою цієї більш точної стимуляції дослідники могли націлитися на дуже конкретні області мозку для передачі інформації. Однак є проблема. Недостатньо просто стимулювати область мозку і припускати, що тварина зможе зрозуміти цю інформацію. Одним із проривів, яких здійснила команда, було показати, що «Щур-Робот» може засвоювати інформацію, обробка зовнішніх сигналів так само успішно, як якщо б вона використовувала свої природні сигнали почуття.
Раніше були спроби створити «шосте почуття» для напрямків за допомогою зовнішніх інструментів, таких як a вібраційний пояс, який може допомогти людям із вадами зору орієнтуватися в своєму оточенні. Однак існують обмеження щодо того, хто може використовувати ці зовнішні інструменти — їх не можуть використовувати люди з паралічем, наприклад, які не можуть відчувати сенсорний зворотний зв’язок.
«Одним із можливих застосувань цього пристрою «мозок-комп’ютер» є відновлення відчуття в осіб, які постраждали від травми спинного мозку», — сказав Лукас. «Такий пацієнт, як Крістофер Рів, не може ані підняти палець, ані відчути, як йому вколюють голку. Крістоферу Ріву було б мало користі від вібраційного пояса».
Перш ніж дослідники зможуть розглянути питання про імплантацію пристрою стимуляції мозку в людину, їм потрібно буде провести ще багато випробувань на тваринах, щоб переконатися, що технологія безпечна. Зрештою, однак, вони вірять, що можуть використовувати пристрої мозок-комп’ютер для інтеграції комп’ютерів у людський мозок.
Це відкриває двері для програм, які з’єднують пристрої в мозку з пристроями в інших частинах тіла. «Наше довгострокове бачення полягає в тому, щоб зв’язати цю систему з датчиками, що імплантуються в паралізовані кінцівки, щоб забезпечити повний сенсорний досвід для паралізованих пацієнтів», — сказав Лукас.
І це дослідження цікаве не лише з точки зору допомоги людям з обмеженими можливостями. Потенційно це може відкрити цілу нову галузь мозкових комп’ютерних пристроїв, таких як біороботи, які можуть виконувати пошуково-рятувальні операції.
Висновки опубліковані в журналі PNAS.
Рекомендації редакції
- Чоловік використовує протези роботи, керовані мозком, щоб з’їсти Твінкі
- Читання думок А.І. аналізує ваші мозкові хвилі, щоб здогадатися, яке відео ви переглядаєте
- «Інтерфейс мозок-комп’ютер» Facebook може дозволити вам вводити текст розумом
- Новатор А.І. може синтезувати мовлення на основі активності мозку людини
- Керовані розумом щури-кіборги в Китаї є доказом того, що ми живемо в кіберпанк-антиутопії
Оновіть свій спосіб життяDigital Trends допомагає читачам стежити за динамічним світом технологій завдяки всім останнім новинам, цікавим оглядам продуктів, проникливим редакційним статтям і унікальним у своєму роді коротким оглядам.
