Prije više od 100 godina, naučnici su se zanimali za mogućnosti mozga i pokušavali shvatiti da li je moguće nekako utjecati na njega. Godine 1875. engleski doktor Richard Cato uspio je otkriti slabo električno polje na površini mozga zečeva i majmuna. Tada je bilo mnogo otkrića i istraživanja, ali tek 1950. godine profesor fiziologije sa Univerziteta Yale Jose Manuel Rodriguez Delgado izumio je uređaj Stimosiver, koji se mogao ugraditi u mozak i kojim se upravljalo pomoću radio signala.
Obuka je sprovedena na majmunima i mačkama. Dakle, stimulacija određenog područja mozga kroz implantiranu elektrodu navela je mačku da podigne zadnju šapu. Prema Delgadu, životinja nije pokazivala znakove nelagode tokom takvih eksperimenata.
I 13 godina kasnije, naučnik je proveo — implantirao stimoseiver u mozak bika i kontrolisao ga preko prenosivog odašiljača.
Tako je započela era neuronskih interfejsa i tehnologija sposobnih da povećaju ljudske biološke sposobnosti. Već 1972. godine u prodaju je krenuo kohlearni implant, koji je pretvarao zvuk u električni signal, prenosio ga u mozak i zapravo omogućavao ljudima sa teškim oštećenjem sluha da čuju. A 1973. godine po prvi put je službeno upotrijebljen izraz "sučelje mozak-računar". 1998. godine, naučnik Filip Kenedi implantirao je prvi neuronski interfejs pacijentu, muzičaru Džoniju Reju. Nakon moždanog udara, Johnny je izgubio sposobnost kretanja. Ali zahvaljujući implantaciji, naučio je da pomera kursor samo zamišljajući pokrete svojih ruku.
Prateći naučnike, ideju o stvaranju neuronskog interfejsa preuzele su velike poslovne korporacije i startupi. Facebook i Elon Musk već su najavili svoju namjeru da razviju sistem koji će pomoći u kontroli objekata snagom misli. Neki polažu nade u neuronska sučelja - tehnologije će omogućiti osobama s invaliditetom da vrate izgubljene funkcije, poboljšaju rehabilitaciju osobe koja je pretrpjela moždani udar ili traumatsku ozljedu mozga. Drugi su skeptični prema takvom razvoju, vjerujući da je njihova upotreba prepuna pravnih i etičkih problema.
Kako god bilo, na tržištu postoji dovoljan broj velikih igrača. Ako vjerujete , neki razvoji su već prekinuti, ali ostali su prilično popularni i pristupačni.
Šta je neuronski interfejs i kako može biti koristan?
Vrste moždanih talasa
Neuralni interfejs je sistem za razmenu informacija između ljudskog mozga i elektronskog uređaja. Ovo je tehnologija koja omogućava osobi interakciju sa vanjskim svijetom na osnovu snimanja električne aktivnosti mozga - elektroencefalograma (EEG). Želja osobe da izvrši neku radnju ogleda se u promjenama u EEG-u, koji se potom dešifruje kompjuterom.
Neurointerfejsi mogu biti jednosmjerni ili dvosmjerni. Prvi ili primaju signale iz mozga ili mu ih šalju. Potonji mogu slati i primati signale istovremeno.
Postoji nekoliko metoda za mjerenje moždanih signala. Podijeljeni su u tri tipa.
- neinvazivna. Senzori se postavljaju na glavu za mjerenje električnih potencijala koje stvaraju mozak (EEG) i magnetno polje (MEG).
- Poluinvazivna. Elektrode se postavljaju na izloženu površinu mozga.
- Invazivno. Mikroelektrode se postavljaju direktno u cerebralni korteks, mjereći aktivnost jednog neurona.
Ključna karakteristika neuronskog interfejsa je da vam omogućava da se direktno povežete sa mozgom. Šta ovo može učiniti u praksi? Neuralni interfejsi, na primjer, mogu olakšati ili radikalno promijeniti živote paraliziranih ljudi. Neki ne mogu pisati, kretati se ili govoriti. Ali u isto vrijeme, njihov mozak prilično radi. Neuralni interfejs će omogućiti ovim ljudima da izvode određene radnje čitajući namjere pomoću elektroda povezanih s mozgom.
Još jednu opciju za korištenje neuronskog interfejsa izmislili su američki naučnici koji su razvili sajber protezu sposobnu da poboljša ljudsku memoriju za 30%. Uređaj generiše nervne impulse koji pomažu pacijentu da formira nova sjećanja i zapamti lica rođaka. Očekuje se da će razvoj pomoći u borbi protiv senilne demencije, Alchajmerove bolesti i drugih problema s pamćenjem.
Osim zdravlja, neuronska sučelja se mogu koristiti za lični razvoj osobe, za posao i zabavu, kao i za interakciju s drugima. Dakle, koje zanimljive stvari neurotehnologija može ponuditi u ovim oblastima?
Samo-savršenstvo
Možda najpopularnije područje primjene neuronskih sučelja i svih vrsta aplikacija je razvoj bilo kakvih ljudskih sposobnosti. Tome su posvećeni različiti treninzi, sistemi za razvoj mentalnih sposobnosti, sistemi za promenu ponašanja, sistemi za prevenciju stresa, ADHD, sistemi za rad sa psiho-emocionalnim stanjima itd. Ova vrsta aktivnosti čak ima i svoj naziv, “Brain fitness”.
Šta je suština ideje? Kao rezultat brojnih studija, formirane su neke dokazane ideje o tome kako ova ili ona moždana aktivnost odgovara stanjima ljudske svijesti. Pojavili su se algoritmi za određivanje nivoa pažnje, koncentracije i meditacije, te mentalne relaksacije. Dodajte ovome mogućnost čitanja EEG-a i elektromiografije (EMG), a rezultat je slika trenutnog stanja osobe.
A kada treba da naučite kako da izazovete određeno psiho-emocionalno stanje, osoba se trenira koristeći uređaj na koji je povezan neuronski interfejs. Postoji ogroman broj programa za vizualizaciju EEG-a i psiho-emocionalnih stanja, nećemo ih sve opisivati. Obuka za pozivanje osobe u potrebno stanje svijesti izvodi se pomoću biofeedback EEG tehnologije (biofeedback zasnovan na elektroencefalografiji).
Kako to izgleda u praksi: Roditelji žele poboljšati akademski učinak svog djeteta i prevladati ADHD (poremećaj pažnje i hiperaktivnosti). Da biste to učinili, koristite poseban program (na primjer, from ), odabir predefinisa za treniranje željenih stanja: svesnost, koncentracija, relaksacija, meditacija, prevencija hiperkoncentracije. Odaberite program treninga nivoa koncentracije. I lansiraju ga.
Program nudi djetetu trening u kojem treba da zadrži Alfa i Beta talase iznad određenog nivoa. Talasi ne bi trebali pasti ispod određenog nivoa. Istovremeno se u prozoru programa pušta video materijal koji su odabrali roditelji. Na primjer, vaš omiljeni crtić. Dete samo gleda crtani film, prati nivoe Alfa i Beta talasa i ne radi ništa drugo. Zatim, biofeedback dolazi u igru. Zadatak djeteta je da održava alfa i beta nivoe tokom treninga.
Ako jedan od nivoa padne ispod traženog indikatora, crtani film se prekida. Tokom prvih časova dijete će pokušati da se smisleno vrati u željeno stanje kako bi pogledalo crtani film. Ali nakon nekog vremena, mozak će naučiti da se samostalno vraća u ovo stanje ako ispadne iz njega (pod uvjetom da je crtani film zanimljiv djetetu, a stanje gledanja je "ugodno" za mozak). Kao rezultat, dijete razvija sposobnost izazivanja potrebnog stanja koncentracije, kao i sposobnost održavanja koncentracije na određenom nivou.
Izgleda zastrašujuće, ali nemojte žuriti da se uplašite i pozovete organe starateljstva. Postoje i jednostavnija rješenja bazirana na igricama. Na primjer, od NeuroSky. Zadatak igrača je da natjera mrava da gurne predmet prema sebi u mravinjak. Ali da bi se mrav kretao bez zaustavljanja, potrebno je održavati određeni nivo koncentracije iznad određene tačke na odgovarajućoj skali.
Kada se koncentrišete na proces, mrav gura predmet. Čim nivo koncentracije padne, mrav staje i gubite vrijeme, pogoršavajući svoj rezultat. Sa svakim nivoom, igra postaje sve teža kako se povećava potreban nivo koncentracije. Tu su i dodatne smetnje.
Kao rezultat redovnog treninga, korisnik razvija sposobnost održavanja nivoa koncentracije i pažnje na zadatku koji mu je pri ruci, bez obzira na vanjske ili unutrašnje smetnje. Ovdje je sve kao u sportu, nemoguće je steći atletsko tijelo odlaskom u fitness par puta ili jedenjem konzerve proteina. Istraživanja u oblasti biofeedback EEG-a su pokazala da se rezultati ovakvog treninga pojavljuju tek nakon 20 dana redovnih sesija od po 20 minuta.
Zabava
Neuroslušalice takođe pružaju priliku za zabavu. Ali sve igre i aplikacije za zabavu su također alati za samorazvoj. Kada igrate igrice preko neuronskog interfejsa, koristite svjesna stanja svoje svijesti za kontrolu likova. I tako naučite da ih kontrolišete.
Igra za više igrača Throw Trucks With Your Mind napravila je mnogo buke u to vrijeme. Lik se kontrolira prema standardnoj shemi pucanja u prvom licu, ali se s drugim igračima možete boriti samo uz pomoć mentalnih napora. Da biste to učinili, igračeva koncentracija i parametri meditacije prikazani su na monitoru igre.
Da biste bacili kutiju, kamion ili bilo koji drugi predmet iz okruženja igre na protivnika, morate ga podići u zrak koristeći svoju mentalnu snagu, a zatim ga baciti na protivnika. Može i da "doleti" do vas, pa onaj ko efikasnije iskoristi sposobnost koncentracije i meditacije pobeđuje u okršaju. Bilo je veoma uzbudljivo boriti se snagom uma protiv pravih protivnika. Među novijim igrama možemo spomenuti od MyndPlay.
Proizvođači nude i tiše opcije igre. Na primjer, nekoliko popularnih aplikacija za igre odjednom. Vrijedi spomenuti i igru MyndPlay . Jednostavno je: trebate napraviti tri udarca iz luka i postići maksimalan broj poena. Za svaki pogodak možete dobiti do 10 poena. Pomoću vizuala, igra vas uranja u svoje okruženje, nakon čega vaš lik može početi ciljati metu. Indikator nivoa koncentracije pojavljuje se u prozoru igrača. Što je veća koncentracija, strelica će pogoditi bliže desetici. Drugi udarac zahtijeva da uđete u stanje meditacije da biste pogodili. Treći udarac će opet zahtijevati koncentraciju. Ovako igra jasno demonstrira zanimljive mogućnosti neuronskih interfejsa.
Osim igara, tu su i interaktivni neurofilmovi. Zamislite: sjeli ste na sofu, stavili slušalice i uključili interaktivni film o klizačima. U nekoj fazi nastaje trenutak kada je klizač ubrzao i spremao se da skoči. U ovom trenutku morate sami postati klizač kako biste se koncentrirali na skok i održavali nivo koncentracije svijesti dok lik ne završi skok. Uz dovoljnu koncentraciju (uporedivu sa stvarnim životom i nivoom koji će biti potreban u stvarnosti), klizač u filmu će uspješno napraviti skok i radnja će preći na sljedeću interaktivnu viljušku. Ako je koncentracija bila tolika, onda će klizač pasti, a film će pratiti drugačiju priču.
Već snimljeno na sličan način u stilu Gaja Ričija, kao i niz drugih filmova. Zapravo, radnja i završetak filma direktno zavise od vašeg truda. I izgleda veoma zanimljivo.
Jednostavna i razgranata logika razvoja fabule
Aplikacija na poslu
Osim programa obuke i zabave, programeri su kreirali veliki broj aplikacija namijenjenih profesionalnoj upotrebi. Primjer je program MindRec, koji je kreiran za medicinske, sportske, obične psihologe i psihologe koji rade s predstavnicima agencija za provođenje zakona.
Kako se koristi? Osoba stavlja neuroslušalice, psiholog pokreće program i započinje sesiju. Tokom sesije se prate i snimaju u memoriju računara sledeće informacije i to: nivo koncentracije, pažnje, nivo meditacije, sirovi EEG signal, u više vidova vizuelizacije istovremeno, u opsegu od 0 do 70 Hz . Signali podijeljeni u frekvencijske opsege koji čine spektar glavnog signala. Podjela je napravljena u 8 opsega: Delta, Theta, Low Alpha, High Alpha, Low Beta, High Beta, Low Gamma, High Gamma. Po potrebi se vrši audio i video snimanje radnji psihologa.
Snimljeni materijal se može pregledati, vidjeti sve što je prikazano u realnom vremenu tokom sesije. Ako psiholog nije odmah nešto primijetio, onda prilikom ponovnog proučavanja sesije ili treninga može proučiti promjene u reakcijama moždanih valova i uporediti ih s audiovizualnim informacijama. Ovo je vrlo vrijedan alat za svakog stručnjaka u ovoj oblasti.
Druga opcija je neuromarketing. Neuroslušalice vam omogućavaju da provodite marketinško istraživanje jer pokazuju emocionalni odgovor osobe na određene marketinške podražaje. Ovo je mnogo efikasnije, jer tokom anketa i upitnika ljudi nisu uvijek iskreni u svojim odgovorima. A neurostudija će vam pomoći da vidite pravi odgovor, iskren i nepristrasan. Okupljanjem fokus grupe i provođenjem testiranja pomoću neuroslušalica, možete dobiti rezultate koji su što je moguće bliži stvarnosti.
Interakcija sa eksternim uređajima
Još jedno zanimljivo područje rada s neuroslušalicama je daljinsko upravljanje vanjskim uređajima. Među djecom su, na primjer, veoma popularne trkačke igre koje omogućavaju takmičenje između dva, tri i četiri učesnika. Evo dobro poznatog primjera takvih igara:
Želite li se poigrati nečim drugim? Molim vas, evo i drugih razvoja koji su takođe postali popularni.
Puzzlebox Orbit Helikopter
Helikopter igračka kojim upravlja moć misli. Standardna verzija vam omogućava da kontrolišete visinu leta helikoptera, ali postoji mnogo dodataka koji ovu igračku pretvaraju u moćnu mašinu za fitnes. Pregled .
Zen lampa
Lampa odražava vaše psiho-emocionalno stanje u obliku sjaja određene boje. Idealno za razvoj meditacijskih vještina.
Force Trainer II
Najzabavnija sitnica. Stvara holografsku sliku okruženja igre i objekata unutar prozirne piramide. A igrač, koristeći komande mozga, kontroliše ove objekte.
Necomimi
Slatke mačje uši postale su hit u cijelom svijetu. Uređaj je potpuno samodostatan i ne zahtijeva povezivanje s računarom ili pametnim telefonom. Korisnik stavlja uši, pali ih i dobija priliku da pomeranjem ovih ušiju demonstrira svoje raspoloženje (psiho-emocionalno stanje). Inače, sličan proizvod, , nije postao popularan ni u svojoj domovini, Japanu. Gdje su slušalice umetnute u ovom slučaju, možete sami zaključiti.
Neuro-slušalice - zabava ili koristan alat?
Dok čitate članak, može se činiti da su neuronska sučelja i slušalice namijenjene uglavnom zabavi osobe ili zabavi njene emocionalne nevolje. Međutim, to apsolutno nije tačno. Neuroslušalice, zajedno s odgovarajućim softverom, mogu pomoći u razvoju udova nakon teške ozljede i smanjiti negativne posljedice teških ozljeda. Stoga naučnici aktivno koriste neurotehnologiju kako bi pomogli ljudima.
Na primjer, 2016. godine američki naučnici sa Univerziteta Johns Hopkins kreirali su neuronski interfejs koji pomaže u kontroli pojedinačnih prstiju biomehaničke proteze. Godinu dana kasnije, njihove austrijske kolege sa Univerziteta u Gracu razvile su sistem za pisanje muzike pomoću moći misli. Dizajniran je za muzički nadarene osobe sa invaliditetom.
Specijalisti sa Univerziteta u Kaliforniji koriste neuronski interfejs, neuromišićnu stimulaciju i suspenziju paralizovan od struka nadole. A brazilski istraživači, zajedno sa kolegama iz SAD-a, Švicarske i Njemačke, uspjeli su djelomično kod pacijenata koji koriste neuronski interfejs, virtuelnu stvarnost i egzoskelet. U toku je i razvoj interakcije sa pacijentima sa sindromom zaključavanja. Tehnologija će pomoći identificirati takve pacijente, komunicirati s njima i vratiti kontrolu nad tijelom.
Facebook je započeo rad na neinvazivnom neuronskom interfejsu koji će korisnicima pomoći da kucaju bez tastature. Nissan je razvio sučelje mozak-mašina za čitanje misli tokom vožnje kako bi poboljšao vrijeme reakcije. A Elon Musk čak želi da poveže mozak s kompjuterom kako bi izbjegao preuzimanje svijeta od strane umjetne inteligencije.
Ruske kompanije se još ne mogu pohvaliti mnogim dostignućima u oblasti neurotehnologija. Međutim, Rostec je nedavno predstavio pretprodukcijski uzorak uređaja koji će pomoći u razmjeni informacija između mozga i vanjskog uređaja. Kacigu je razvio Institut za elektronske upravljačke mašine (INEUM) nazvan po. I. S. Brook. Pretpostavlja se da će neuronski interfejs omogućiti upravljanje elektronskim i elektromehaničkim uređajima: protetikom, vozilima.
Šta čeka tržište neuronskih interfejsa?
Prema , globalno tržište računarskih interfejsa dostići će 2022 milijarde dolara do 1,72. godine. Sada je glavno područje primjene neuronskih sučelja medicina, ali područja zabave, kao i vojna i industrijska sfera, aktivno se razvijaju. Neuro-slušalice za upravljanje borbenim robotom više nisu samo slatka fantazija visokih ljudi u uniformi, već potpuno rješiv problem.
Zbog činjenice da neuronske slušalice nude otvoreno okruženje koje se može koristiti za kreiranje vlastitog softvera, razvija se i privatno neuroprogramiranje. Na primjer, jedan od lidera na tržištu, NeuroSky, dostupan je programerima potpuno besplatno. I kao rezultat toga, pojavljuje se sve više aplikacija koje koriste mogućnosti ove platforme.
Napomenimo da inicijativa za široko uvođenje neuronskih interfejsa i moždanih čipova nailazi ne samo na podršku, već i na kritike. S jedne strane, neuronska sučelja mogu poboljšati liječenje traumatskih ozljeda mozga, paralize, epilepsije ili šizofrenije. S druge strane, takve tehnologije mogu pogoršati društvenu nejednakost.
Postoji zabrinutost da trenutno ne postoji zakonska ili etička osnova za uvođenje elektroda kod zdrave osobe. Osim toga, neuronsko sučelje može učiniti ljudski mozak objektom u koji će vlade, oglašivači, hakeri, reptili i drugi pojedinci htjeti da prodru, što normalna osoba vjerojatno neće biti zadovoljna. I općenito, neuronsko sučelje i slušalice mogu promijeniti karakteristike osobe, utjecati na njenu psihu i aktivnost kao pojedinca i iskriviti razumijevanje ljudi kao fizioloških bića.
Generalno, jasno je da će se neurotehnologije nastaviti razvijati. Ali nemoguće je predvidjeti kada će oni postati zaista dostupni i još efikasniji.
Šta je još zanimljivo na blogu?
→
→
→
→
→
izvor: www.habr.com