Още преди 100 години учените се интересуваха от възможностите на мозъка и се опитваха да разберат дали е възможно да се влиза в него по някакъв начин. През 1875 година английският доктор Ричард Кейтън успял да регистрира слабо електрическо поле на повърхността на мозъка на зайци и маймуни. След това последвало множество открития и изследвания, но само през 1950 година професорът по физиология в Йелския университет Хосе Мануел Родригес Делгадо създал устройство „Стимосивер“, което може да се имплантира в мозъка и което се управлява чрез радиосигнали.
Изследванията се провеждали на маймуни и котки. Така, стимулирането на определена зона на мозъка чрез имплантиран електрод карало котката да вдигне задния си крак. Според Делгадо, животното не показвало никакви признаци на дискомфорт по време на подобни експерименти.
А след 13 години ученът провел — имплантирал стимосиверите в мозъка на бик и го управлявал чрез преносим предавател.
Така започнала ерата на невроп интерфейсите и технологиите, способни да увеличат биологичните възможности на човек. Вече през 1972 година на пазара излязъл кохлеарен имплант, който преобразувал звука в електрически сигнал, предавал го на мозъка и фактически позволил на хората с тежки слухови нарушения да чуват. А през 1973 година за първи път официално бил използван терминът „brain-computer interface“ — компютърен невроп интерфейс. През 1998 година ученът Филип Кенеди имплантира първия невроп интерфейс в пациент — музиканта Джони Рей. След инсулт Джони загубил способността да се движи. Но благодарение на имплантацията научил да движи курсора, само чрез представяне на движението на ръцете.
Вследствие на учените, идеята за създаване на невроп интерфейс била подхваната от големи бизнес корпорации и стартапи. За намерението да се разработи система, която да помага за управление на обекти със силата на мисълта, вече обявили Facebook и Илон Мъск. Някои възлагат надежди на невроп интерфейсите — технологиите ще позволят на хората с ограничени възможности да възстановят загубените функции, да подобрят рехабилитацията на хора, претърпели инсулт или черепно-мозъчна травма. Други са скептично настроени към подобни разработки, смятайки, че тяхното използване носи правни и етични проблеми.
Както и да е, на пазара има достатъчно големи играчи. Ако вярваме , някои разработки вече са спрени от производство, но останалите са доста популярни и достъпни.
Какво е невропротез и как може да бъде полезен?
Типове мозъчни вълни
Нейроинтерфейсът е система за обмен на информация между човешкия мозък и електронно устройство. Това е технология, която позволява на човек да взаимодейства с външния свят на базата на регистриране на електрическата активност на мозъка — електроенцефалограмата (ЕЕГ). Желанието на човек да извърши определено действие се отразява в промени в ЕЕГ, които компютърът разшифрова.
Нейроинтерфейсите могат да бъдат еднопосочни или двупосочни. Първите приемат сигнали от мозъка или изпращат сигнали към него. Вторите могат да изпращат и приемат сигнали едновременно.
Съществуват няколко метода за измерване на мозъчни сигнали. Те са разделени на три типа.
- Неинвазивни. Сензорите се поставят на главата за измерване на електрическите потенциали, създавани от мозъка (ЕЕГ) и магнитното поле (МЕГ).
- Полуинвазивни. Електроди се поставят на откритата повърхност на мозъка.
- Инвазивни. Микроелектроди се поставят директно в кората на мозъка, измервайки активността на един неврон.
Ключовата особеност на невропротезата е, че тя позволява директно свързване с мозъка. Какво може да донесе това на практика? Нейроинтерфейсите, например, могат да облекчат или радикално променят живота на парализирани хора. Някои не могат да пишат, да се движат или да говорят. Но мозъкът им функционира нормално. Нейроинтерфейсът ще позволи на тези хора да извършват определени действия, считайки намеренията им чрез електроди, свързани с мозъка.
Още един вариант за използването на невропротеза е създаден от американски учени, които разработиха кибер-протеза, способна да подобрява човешката памет с 30%. Устройството генерира нервни импулси, които помагат на пациента да формира нови спомени и да запомня лицата на роднини. Очаква се разработката да помогне в борбата с старческата деменция, болестта на Алцхаймер и други проблеми с паметта.
Освен за здраве, неуроинтерфейсите могат да се използват за личностно развитие, работа и развлечения, както и за взаимодействие с околните. И така, какво интересно могат да предложат неуротехнологиите в тези области?
Самоусъвършенстване
Може би най-популярната област на приложение на неуроинтерфейсите и различни приложения е развитието на способности у човека. На това са посветени разнообразни тренинги, системи за развитие на ментални способности, системи за промяна на поведението, системи за профилактика на стрес, СДВГ, системи за работа с психоемоционални състояния и така нататък. Има дори собствен термин за този вид дейност - "Мозъчен фитнес."
Каква е същността на идеята? В резултат на множество изследвания се утвърдиха доказани представи за това как различна активност на мозъка съответства на състоянията на човешкото съзнание. Появиха се алгоритми за определяне на нивото на внимание, концентрация и медитация, ментална релаксация. Добавете възможността за считыване на ЕЕГ и електромиография (ЕМГ), и в резултат получаваме представа за състоянието на човека в момента.
Когато човек трябва да научи как да предизвика конкретно психоемоционално състояние, той тренира с помощта на устройство, към което е свързан неуроинтерфейс. Съществува огромно количество програми за визуализация на ЕЕГ и психоемоционални състояния, няма да описваме всичките. Обучението за предизвикване на необходимо състояние на съзнанието при човека се извършва с помощта на технологията БОС ЕЕГ (биологична обратна връзка на базата на електроенцефалография).
Как изглежда това на практика: родителите искат да подобрят успеха на детето си и да победят СДВГ (синдром на дефицит на внимание и хиперактивност). За целта използват специална програма (например, от ), избирайки в нея предварително зададени настройки за тренировка на нужните състояния: внимание, концентрация, релаксация, медитация, профилактика на хиперконцентрация. Избират програма за тренировка на ниво концентрация. И я стартират.
Програмата предлага на детето тренировка, при която трябва да поддържа показателите на алфа и бета вълни над определено ниво. Вълните не трябва да падат под определената граница. В същото време в прозореца на програмата се възпроизвежда избрания от родителите видеоматериал. Например, любимото му анимационно филмче. Детето просто гледа филмчето, следи нивата на алфа и бета вълни и не прави нищо друго. След това в играта влиза БОС. Задачата на детето е да поддържа нивата на алфа и бета през цялото време на тренировката.
Ако едно от нивата падне под необходимия показател, филмчето се прекъсва. На първите занятия детето ще се опитва осъзнато да се върне в нужното състояние, за да изгледа анимацията. Но след известно време мозъкът ще се научи сам да се връща в това състояние при отклонение от него (при условие, че анимацията е интересна на детето, а състоянието за гледане е "удобно" за мозъка). В резултат на това детето развива умението да предизвиква необходимото състояние на концентрация, а също така и способността да поддържа концентрацията на определено ниво.
Изглежда страшничко, но не бързайте да се плашите и да звъните в органите за закрила. Има и по-прости решения, основани на игри. Например, от NeuroSky. Задачата на играча е да накара мравката да тласка предмета към себе си в мравуняка. Но, за да се движи мравката без спирка, е необходимо да поддържате определено ниво на концентрация над определена граница на съответната скала.
Когато се концентрирате върху процеса, мравката тласка предмета. В момента, в който нивото на концентрация падне, мравката спира и вие губите време, което влошава резултата ви. С всеки ново ниво играта става все по-сложна, тъй като се повишава необходимото ниво на концентрация. Освен това се появяват допълнителни разсейващи фактори.
В резултат на редовни тренировки потребителят развива способността да поддържа нивото на concentración и внимание върху изпълняваната задача, независимо от отвлекателните външни или вътрешни фактори. Тук всичко е като в спорта — невъзможно е да получиш спортно тяло, като ходиш само няколко пъти във фитнеса или изядеш кутия протеин. Изследванията в областта на БОС ЕЕГ показват, че резултатът от тренировките от този вид се появява само след 20 дни редовни занятия с дължина по 20 минути всяко.
Развлечение
Нейрогарнитурите също предоставят възможност за развлечение. Но всички игри и развлекателни приложения освен това са и инструменти за саморазвитие. Играейки игри през нейроинтерфейс, вие използвате осъзнатите състояния на вашето съзнание, за да управлявате персонажите. И по този начин учите да ги контролирате.
Много шум предизвика многопотребителската игра Throw Trucks With Your Mind. Управлението на персонажа става по стандартната схема на шутер от първо лице, но да се сражаваш с другите играчи можеш само с помощта на ментални усилия. За целта на монитора на играта се показват параметрите на концентрация и медитация на играча.
За да хвърлите в противника куфар, камион или какъвто и да е предмет от игровата среда, трябва да го повдигнете във въздуха с помощта на вашата ментална сила и след това да го хвърлите в противника. И вие също може да получите 'удар', поради което в сблъсъка победител е този, който по-ефективно използва способността за концентрация и медитация. Сражението с ума срещу реални противници беше изключително вълнуващо. От по-новите игри може да се спомене от MyndPlay.
Производителите предлагат и по-спокойни варианти на игри. Ето, например, на няколко популярни игрови приложения. Също така си струва да се спомене играта MyndPlay . Тя е проста: трябва да направите три стрелби с лък и да съберете максимално количество точки. За всяка стрелба можете да получите до 10 точки. Използвайки видеоматериали, играта ви потапя в своята среда, след което вашият персонаж може да започне да прицелва се в целта. В прозореца на плейъра се появява индикатор за нивото на концентрация. Колкото по-висока е концентрацията, толкова по-близо до десетката ще е стрелата. За втората стрелба, за да уцелите целта, е необходимо да преминете в състояние на медитация. При третата стрелба отново е необходима концентрация. Така играта илюстрира интересните възможности на невропризорите.
Освен игрите, съществуват и интерактивни нейрофилми. Представете си: седнали сте на диван, сложили сте гарнитура и сте пуснали интерактивен филм за скейтъри. На определен етап настъпва момент, когато скейтърът е ускорил и току-що трябва да скочи. В този момент трябва сами да станете скейтър, за да се концентрирате върху скока и да поддържате нивото на съзнателната концентрация, докато персонажът завърши скока. При достатъчна концентрация (съизмерима с реалния живот и необходимото ниво в действителност) скейтърът във филма успешно ще извърши скока и сюжетът ще продължи до следващата интерактивна разклонение. Ако концентрацията е била незадоволителна, скейтърът ще падне, а филмът ще продължи по друга сюжетна линия.
По подобен начин вече беше заснет в стил Гай Ричи, а също така и поредица от други филми. Всъщност, сюжетът и финалът на филма зависят пряко от вашите усилия. И това изглежда изключително интересно.
Проста и разклонена логика на развитие на сюжета
Приложението
Освен тренировъчни и развлекателни програми, разработчиците създадоха голямо количество приложения, предназначени за професионална употреба. Например, може да се даде пример с програмата MindRec, която е създадена за медицински, спортни, обикновени психолози и психолози, работещи с представителите на силовите структури.
Как се използва? Човекът поставя неуро слушалките, психолозите стартират програмата и започват сесията. По време на сесията се извършва мониторинг и запис на компютъра на следната информация, а именно: ниво на концентрация, внимателност, ниво на медитация, суров EEG сигнал, в няколко визуализации едновременно, в диапазона от 0 до 70Hz. Сигналите, разделени по честотни диапазони, съставляващи спектъра на основния сигнал. Разделянето се извършва на 8 диапазона: Делта, Тета, Ниска Алфа, Висока Алфа, Ниска Бета, Висока Бета, Ниска Гама, Висока Гама. При необходимост се записват аудио и видео на действията на пациента от психолозите.
Записаният материал може да бъде прегледан, като се види всичко, което се е визуализирало в реално време по време на сесията. Ако психолозите не забелязали нещо веднага, те могат да проучат промените в мозъчните вълнови реакции при повторно изучаване на сесията или тренировката, като ги съпоставят с аудиовизуалната информация. Това е много ценен инструмент за всеки специалист в тази област.
Друг вариант е неуромаркетингът. Неуро слушалките позволяват провеждането на маркетингови проучвания, тъй като показват емоционалната реакция на човек към определени маркетингови стимули. Това е много по-ефективно, тъй като при анкети и запитвания хората не винаги са честни в отговорите. А неврологичното изследване ще помогне да се види реалният отговор, честен и безпристрастен. Събирайки фокус група и провеждайки тестове с помощта на неуро слушалки, могат да се получат резултати, които максимално съвпадат с реалността.
Взаимодействие с външни устройства
Още едно интересно направление в работата с неуро слушалки е дистанционното управление на външни устройства. Много популярни сред децата, например, са състезателните игри, които позволяват състезание между двама, трима или четирима участници. Ето един добре известен пример за такива игри:
Искате ли да се поиграете с нещо друго? Ето и други разработки, които също станаха популярни.
Puzzlebox Orbit Helicopter
Играчка вертолет, който се управлява с мисли. Стандартната версия позволява управление на височината на полета, но има много допълнения, които превръщат тази играчка в мощен тренажор за мозъчна фитнес. Преглед .
Zen Lamp
Лампата отразява вашето психоемоционално състояние под формата на сияние в определен цвят. Перфектна е за развитие на медитационни умения.
Force Trainer II
Много забавен предмет. Създава холографско изображение на игровата среда и обектите в прозрачна пирамида. Играчът управлява тези обекти чрез команди от мозъка.
Necomimi
Ми-ми-мишните котешки ушички стана хит в целия свят. Устройството е напълно самостоятелно и не изисква свързване с компютър или смартфон. Потребителят слага ушичките, включва ги и получава възможност да демонстрира настроението си (психоемоционалното състояние) чрез движение на ушичките. Между другото, аналогичен продукт, , не стана популярен дори в родината си, Япония. Къде в този случай се слагаше слушалката, можете да се досетите сами.
Неурогарнитура — развлечение или полезен инструмент?
По време на четене на статията може да изглежда, че неуроинтерфейси и гарнитури са предназначени основно за развлечение на човека или за да задоволят егоцентричността му. Обаче, това не е така. Неурогарнитурата, в комбинация с подходящ софтуер, може да помогне за възстановяване на крайник след тежка травма и да намали негативните последици от сериозни наранявания. Затова учените активно използват неуротехнологиите, за да помагат на хората.
Например, през 2016 година американски учени от Университета Джонса Хопкинса създадоха неуроинтерфейс, който помага за управление на отделни пръсти на биомеханичния протез. А година по-късно техните австрийски колеги от Университета в Грац разработиха система за написване на музика с помощта на силата на мисълта. Тя е предназначена за музикално надарени хора с ограничения.
Специалисти от Калифорнийския университет с помощта на неуроинтерфейс, неуромускулна стимулация и подвес , парализирано от кръста надолу. А бразилски изследователи заедно с колеги от САЩ, Швейцария и Германия успяха частично при пациентите с помощта на невропреводители, виртуална реалност и екзоскелети. Работят се и разработки за взаимодействие с пациенти със синдрома на „запечатания човек“. Технологията ще помогне за идентифициране на такива пациенти, комуникация с тях, както и възстановяване на контрола над тялото.
Facebook започна работа по неинвазивен невропреводител, който ще помогне на потребителите да пишат текст без клавиатура. Компанията Nissan разработи интерфейс „мозък-машина“, за да чете мисли по време на шофиране с цел намаляване на времето за реакция. А Илон Мъск иска напълно да свърже мозъка с компютър, за да избегне завладяването на света от изкуствения интелект.
Руски компании все още не могат да се похвалят с голямо количество постижения в областта на невротехнологиите. Все пак, наскоро „Ростех“ представи прототип на устройство, което ще помогне за обмен на информация между мозъка и външно устройство. Шлемът беше разработен от Института за електронни управляващи машини (ИНЕУМ) на името на И. С. Брука. Предполага се, че невропреводителят ще позволи управление на електронни и електромеханични устройства: протези, средства за транспорт.
Какво очаква пазара на невропреводители
Според , обемът на глобалния пазар на компютърни интерфейси до 2022 година ще достигне 1,72 милиарда долара. В момента основната област на приложение на невропреводителите е медицината, но активно се развиват развлекателните направления, както и военната и промишлената сфера. Неврогарнитурата за управление на бойни роботи вече не е просто сладка фантазия на високоинтелектуални хора с пагони, а напълно решима задача.
Благодарение на това, че неврогарнитурите предлагат отворена среда, която може да се използва за създаване на собствен софтуер, се развива и частното невропрограмиране. Например, едно от водещите компании на пазара, NeuroSky, е абсолютно безплатно за разработчиците. И в резултат на това се появява все повече приложения, които използват възможностите на тази платформа.
Искаме да подчертаем, че инициативата за широко разпространение на невропротези и чипове за мозъка среща не само подкрепа, но и критика. От една страна, невропротезите могат да усъвършенстват лечението на черепно-мозъчни травми, парализа, епилепсия или шизофрения. От друга страна, тези технологии могат да усложнят социалното неравенство.
Изразява се загриженост, че за внедряване на електроди в здрави хора все още няма нито законова, нито етична база. Освен това, невропротезата може да направи мозъка на човека обект, в който могат да желаят да проникнат правителства, рекламодатели, хакери, рептилоиди и други личности, които едва ли ще зарадват нормалния човек. И като цяло невропротезата и слушалките могат да променят особеностите на човека, да повлияят на психиката и поведението му като индивид, да изкривят разбирането на хората като физиологични същества.
В общи линии е ясно, че невротехнологиите ще продължат да се развиват. Но кога те ще станат наистина достъпни и още по-ефективни, не може да се предскаже.
Какво интересно има в блога
→
→
→
→
→
Източник: habr.com
