Před více než 100 lety se vědci zajímali o schopnosti mozku a snažili se pochopit, zda je možné jej nějak ovlivnit. V roce 1875 se anglickému lékaři Richardu Catovi podařilo odhalit slabé elektrické pole na povrchu mozku králíků a opic. Poté došlo k mnoha objevům a výzkumům, ale teprve v roce 1950 vynalezl profesor fyziologie z Yale University Jose Manuel Rodriguez Delgado zařízení Stimosiver, které bylo možné implantovat do mozku a které bylo ovládáno pomocí rádiových signálů.
Výcvik byl prováděn na opicích a kočkách. Stimulace určité oblasti mozku prostřednictvím implantované elektrody tedy způsobila, že kočka zvedla zadní tlapku. Podle Delgada zvíře během takových experimentů nevykazovalo žádné známky nepohodlí.
A o 13 let později vědec strávil — implantovali stimulátory do mozku býka a ovládali jej pomocí přenosného vysílače.
Tak začala éra nervových rozhraní a technologií schopných zvýšit lidské biologické schopnosti. Už v roce 1972 se začal prodávat kochleární implantát, který převáděl zvuk na elektrický signál, přenášel ho do mozku a skutečně umožňoval slyšet i lidem s těžkým sluchovým postižením. A v roce 1973 byl poprvé oficiálně použit termín „rozhraní mozek-počítač“. V roce 1998 vědec Philip Kennedy implantoval první nervové rozhraní do pacienta, hudebníka Johnnyho Raye. Po mrtvici Johnny ztratil schopnost pohybu. Ale díky implantaci se naučil pohybovat kurzorem tak, že si pohyb rukou pouze představoval.
V návaznosti na vědce myšlenku vytvoření neurálního rozhraní převzaly velké obchodní korporace a startupy. Facebook a Elon Musk již oznámili svůj záměr vyvinout systém, který pomůže ovládat objekty silou myšlenky. Někteří vkládají své naděje do neurálních rozhraní – technologie umožní lidem s postižením obnovit ztracené funkce, zlepšit rehabilitaci člověka, který utrpěl mrtvici nebo traumatické poranění mozku. Jiní jsou k takovému vývoji skeptičtí a věří, že jejich použití je plné právních a etických problémů.
Ať je to jak chce, velkých hráčů je na trhu dostatečné množství. Jestli věříš , některé vývojové produkty již byly ukončeny, ale zbytek je poměrně populární a cenově dostupný.
Co je neurální rozhraní a jak může být užitečné?
Typy mozkových vln
Nervové rozhraní je systém pro výměnu informací mezi lidským mozkem a elektronickým zařízením. Jedná se o technologii, která umožňuje člověku interakci s vnějším světem na základě záznamu elektrické aktivity mozku – elektroencefalogramu (EEG). Touha člověka provést nějakou akci se odráží ve změnách v EEG, které zase dešifruje počítač.
Neurorozhraní mohou být jednosměrná nebo obousměrná. Ti první buď přijímají signály z mozku, nebo je do něj posílají. Ten může současně odesílat a přijímat signály.
Existuje několik metod měření mozkových signálů. Dělí se na tři typy.
- neinvazivní. Na hlavě jsou umístěny senzory pro měření elektrických potenciálů generovaných mozkem (EEG) a magnetickým polem (MEG).
- Poloinvazivní. Elektrody jsou umístěny na obnaženém povrchu mozku.
- Invazivní. Mikroelektrody jsou umístěny přímo do mozkové kůry a měří aktivitu jednoho neuronu.
Klíčovou vlastností neurálního rozhraní je to, že umožňuje přímé připojení k mozku. Co to může udělat v praxi? Neuronová rozhraní mohou například usnadnit nebo radikálně změnit život ochrnutých lidí. Někteří neumí psát, hýbat se ani mluvit. Ale zároveň jejich mozek docela funguje. Nervové rozhraní umožní těmto lidem provádět určité akce čtením záměrů pomocí elektrod připojených k mozku.
Další možnost využití neurálního rozhraní vymysleli američtí vědci, kteří vyvinuli kyberprotézu schopnou zlepšit lidskou paměť o 30 %. Přístroj generuje nervové impulsy, které pacientovi pomáhají utvářet si nové vzpomínky a pamatovat si tváře příbuzných. Očekává se, že vývoj pomůže v boji se stařeckou demencí, Alzheimerovou chorobou a dalšími problémy s pamětí.
Kromě zdraví mohou být neurální rozhraní použita pro osobní rozvoj člověka, pro práci a zábavu, stejně jako pro interakci s ostatními. Co zajímavého tedy může neurotechnologie v těchto oblastech nabídnout?
Sebe-dokonalost
Snad nejoblíbenější oblastí aplikace neurálních rozhraní a všech druhů aplikací je rozvoj jakýchkoli lidských schopností. Věnují se tomu různá školení, systémy pro rozvoj mentálních schopností, systémy pro změnu chování, systémy prevence stresu, ADHD, systémy pro práci s psycho-emocionálními stavy a tak dále. Tento typ aktivity má dokonce svůj vlastní termín „Brain fitness“.
Co je podstatou myšlenky? V důsledku četných studií se vytvořily některé osvědčené představy o tom, jak ta či ona mozková aktivita odpovídá stavům lidského vědomí. Objevily se algoritmy pro stanovení úrovně pozornosti, koncentrace a meditace a duševní relaxace. Přidejte k tomu schopnost číst EEG a elektromyografii (EMG) a výsledkem je obraz aktuálního stavu člověka.
A když se potřebujete naučit, jak navodit konkrétní psycho-emocionální stav, člověk se trénuje pomocí zařízení, ke kterému je připojeno neurální rozhraní. Existuje obrovské množství programů pro vizualizaci EEG a psycho-emocionálních stavů, nebudeme je všechny popisovat. Nácvik přivolání člověka do požadovaného stavu vědomí se provádí pomocí biofeedback EEG technologie (biofeedback na základě elektroencefalografie).
Jak to vypadá v praxi: Rodiče chtějí zlepšit studijní výsledky svého dítěte a překonat ADHD (porucha pozornosti s hyperaktivitou). K tomu použijte speciální program (např ), výběr předvoleb pro trénink požadovaných stavů: všímavost, koncentrace, relaxace, meditace, prevence hyperkoncentrace. Vyberte si tréninkový program na úrovni koncentrace. A spustí to.
Program nabízí dítěti trénink, ve kterém potřebuje udržet vlny Alfa a Beta nad určitou úrovní. Vlny by neměly klesnout pod určitou úroveň. Zároveň se v okně programu přehrává videomateriál vybraný rodiči. Například váš oblíbený kreslený film. Dítě jednoduše sleduje kreslený film, sleduje hladiny Alfa a Beta vln a nedělá nic jiného. Dále přichází na řadu biofeedback. Úkolem dítěte je udržovat úroveň alfa a beta po celou dobu tréninku.
Pokud jedna z úrovní klesne pod požadovaný indikátor, kreslený film se přeruší. Během prvních lekcí se dítě pokusí smysluplně vrátit do požadovaného stavu, aby mohlo sledovat kreslený film. Ale po nějaké době se mozek naučí samostatně se vrátit do tohoto stavu, pokud z něj vypadne (za předpokladu, že karikatura je pro dítě zajímavá a stav sledování je pro mozek „pohodlný“). Díky tomu se u dítěte rozvíjí schopnost navodit požadovaný stav koncentrace a také schopnost udržet koncentraci na určité úrovni.
Vypadá to děsivě, ale nespěchejte se vyděsit a zavolejte opatrovnické úřady. Existují i jednodušší řešení založená na hrách. Například, od NeuroSky. Úkolem hráče je přimět mravence, aby strčil předmět k sobě do mraveniště. Ale aby se mravenec pohyboval bez zastavení, je nutné udržovat určitou úroveň koncentrace nad určitým bodem na odpovídající stupnici.
Když se soustředíte na proces, mravenec tlačí předmět. Jakmile hladina koncentrace klesne, mravenec se zastaví a vy ztrácíte čas, čímž se váš výsledek zhorší. S každou úrovní se hra stává obtížnější, protože se zvyšuje požadovaná úroveň koncentrace. Existují také další rozptýlení.
V důsledku pravidelného školení si uživatel rozvíjí schopnost udržet si úroveň koncentrace a pozornosti na daný úkol, bez ohledu na vnější nebo vnitřní rozptýlení. Tady je všechno jako ve sportu, není možné získat vysportované tělo tím, že si zajdete párkrát do fitness centra nebo sníte plechovku proteinů. Výzkum v oblasti biofeedback EEG ukázal, že výsledky z tréninku tohoto druhu se dostavují až po 20 dnech pravidelných sezení po 20 minutách.
zábava
Neuroheadsety také poskytují příležitost k zábavě. Všechny hry a zábavní aplikace jsou ale také nástroji pro seberozvoj. Při hraní her přes neurální rozhraní využíváte k ovládání postav vědomé stavy svého vědomí. A tak se je naučit ovládat.
Hra pro více hráčů Throw Trucks With Your Mind nadělala v minulosti hodně hluku. Postava se ovládá podle standardního schématu stříleček z pohledu první osoby, ale s ostatními hráči můžete bojovat pouze s pomocí mentálního úsilí. K tomu se na herním monitoru zobrazují parametry koncentrace a meditace hráče.
Chcete-li na soupeře hodit krabici, náklaďák nebo jakýkoli jiný předmět z prostředí hry, musíte je zvednout do vzduchu pomocí své mentální síly a poté je hodit na soupeře. Může k vám i „přiletět“, takže přestřelku vyhrává ten, kdo efektivněji využije schopnost koncentrace a meditace. Bylo velmi vzrušující bojovat silou mysli proti skutečným protivníkům. Z novějších her můžeme zmínit z MyndPlay.
Výrobci nabízejí i tišší herní možnosti. Například, několik populárních herních aplikací najednou. Za zmínku stojí také hra MyndPlay . Je to jednoduché: musíte udělat tři rány z luku a získat maximální počet bodů. Za každý výstřel můžete získat až 10 bodů. Pomocí vizuálů vás hra ponoří do svého prostředí, poté může vaše postava začít mířit na cíl. V okně přehrávače se objeví indikátor úrovně koncentrace. Čím vyšší koncentrace, tím blíže k desítce šíp zasáhne. Druhý výstřel vyžaduje, abyste vstoupili do stavu meditace, abyste zasáhli. Třetí rána bude vyžadovat opět soustředění. Takto hra názorně demonstruje zajímavé schopnosti neuronových rozhraní.
Kromě her existují i interaktivní neurofilmy. Představte si: posadili jste se na pohovku, nasadili si sluchátka a zapnuli interaktivní film o bruslařích. V určité fázi nastává okamžik, kdy bruslař zrychlil a chystá se skočit. V tomto okamžiku se musíte sami stát bruslařem, abyste se mohli soustředit na skok a udržet úroveň koncentrace vědomí, dokud postava skok nedokončí. S dostatečným soustředěním (srovnatelným se skutečným životem a úrovní, která bude v realitě potřeba), bruslař ve filmu úspěšně provede skok a děj se přesune na další interaktivní fórek. Pokud byla koncentrace taková, pak bruslař spadne a film bude sledovat jinou dějovou linii.
Již natočeno podobným způsobem ve stylu Guye Ritchieho, ale i řady dalších filmů. Ve skutečnosti děj a konec filmu přímo závisí na vašem úsilí. A vypadá to velmi zajímavě.
Jednoduchá a rozvětvená logika vývoje zápletky
Aplikace v práci
Kromě školicích a zábavných programů vytvořili vývojáři velké množství aplikací určených pro profesionální použití. Příkladem je program MindRec, který byl vytvořen pro lékařské, sportovní, běžné psychology a psychology spolupracující se zástupci orgánů činných v trestním řízení.
Jak se to používá? Osoba si nasadí neuroheadset, psycholog spustí program a zahájí sezení. Během sezení jsou sledovány a zaznamenávány do paměti počítače následující informace, a to: úroveň koncentrace, pozornost, úroveň meditace, hrubý EEG signál, a to v několika typech vizualizace současně, v rozsahu od 0 do 70 Hz . Signály rozdělené do frekvenčních rozsahů, které tvoří spektrum hlavního signálu. Rozdělení je provedeno do 8 rozsahů: Delta, Theta, Nízká Alfa, Vysoká Alfa, Nízká Beta, Vysoká Beta, Nízká gama, Vysoká Gamma. V případě potřeby jsou prováděny zvukové a obrazové záznamy z jednání psychologa.
Nahraný materiál lze prohlížet a vidět vše, co bylo během relace zobrazeno v reálném čase. Pokud si psycholog něčeho nevšiml hned, pak při opětovném prostudování sezení nebo tréninku může studovat změny reakcí mozkových vln a porovnávat je s audiovizuálními informacemi. Jedná se o velmi cenný nástroj pro každého specialistu v oboru.
Další možností je neuromarketing. Neuroheadset vám umožňuje provádět marketingový průzkum, protože ukazuje emocionální reakci člověka na určité marketingové podněty. To je mnohem efektivnější, protože během průzkumů a dotazníků lidé nejsou vždy ve svých odpovědích upřímní. A neurostudie vám pomůže vidět skutečnou odpověď, čestnou a nestrannou. Shromážděním cílové skupiny a provedením testování pomocí neuronáhlavní soupravy můžete získat výsledky, které se co nejvíce blíží realitě.
Interakce s externími zařízeními
Další zajímavou oblastí práce s neuroheadsety je dálkové ovládání externích zařízení. Velmi oblíbené mezi dětmi jsou například závodní hry, které umožňují soutěžit mezi dvěma, třemi a čtyřmi účastníky. Zde je známý příklad takových her:
Chcete si pohrát s něčím jiným? Zde jsou další novinky, které se také staly populárními.
Orbitální helikoptéra Puzzlebox
Helikoptéra na hraní, která je ovládána silou myšlenky. Standardní verze umožňuje ovládat výšku letu vrtulníku, ale existuje mnoho doplňků, které tuto hračku promění ve výkonný stroj na posilování mozku. Posouzení .
Zen lampa
Lampa odráží váš psycho-emocionální stav ve formě záře určité barvy. Ideální pro rozvoj meditačních dovedností.
Trenér sil II
Nejzábavnější maličkost. Vytváří holografický obraz herního prostředí a objektů uvnitř průhledné pyramidy. A hráč pomocí mozkových příkazů tyto objekty ovládá.
Necomimi
Roztomilé kočičí uši se staly hitem po celém světě. Zařízení je zcela soběstačné a nevyžaduje připojení k počítači nebo smartphonu. Uživatel si uši nasadí, zapne a dostane možnost pohybem těchto uší předvést svou náladu (psycho-emocionální stav). Mimochodem, podobný produkt, , se nestal populární ani ve své domovině, Japonsku. Kam byla sluchátka v tomto případě vložena, můžete zjistit sami.
Neuro-headset - zábava nebo užitečný nástroj?
Při čtení článku se může zdát, že neurální rozhraní a sluchátka mají člověka hlavně pobavit nebo pobavit jeho emocionální strádání. To však absolutně není pravda. Neuroheadset ve spojení s vhodným softwarem může dobře pomoci vyvinout končetinu po těžkém zranění a snížit negativní následky těžkých zranění. Vědci proto aktivně využívají neurotechnologie k pomoci lidem.
Například v roce 2016 američtí vědci z Johns Hopkins University vytvořili nervové rozhraní, které pomáhá ovládat jednotlivé prsty biomechanické protézy. O rok později jejich rakouští kolegové z univerzity v Grazu vyvinuli systém pro psaní hudby využívající sílu myšlenky. Je určen pro hudebně nadané lidi s handicapem.
Specialisté z Kalifornské univerzity využívající nervové rozhraní, neuromuskulární stimulaci a zavěšení ochrnutý od pasu dolů. A brazilští vědci spolu s kolegy z USA, Švýcarska a Německa částečně dokázali u pacientů používajících neurální rozhraní, virtuální realitu a exoskelet. Vývoj probíhá také v interakci s pacienty se syndromem locked-in. Technologie pomůže takové pacienty identifikovat, komunikovat s nimi a obnovit kontrolu nad tělem.
Facebook začal pracovat na neinvazivním neurálním rozhraní, které uživatelům pomůže psát bez klávesnice. Nissan vyvinul rozhraní mozek-stroj pro čtení myšlenek za jízdy, aby se zlepšila reakční doba. A Elon Musk chce dokonce propojit mozek s počítačem, aby se vyhnul ovládnutí světa umělou inteligencí.
Ruské společnosti se zatím nemohou pochlubit mnoha úspěchy na poli neurotechnologií. Rostec však nedávno představil předprodukční vzorek zařízení, které pomůže výměně informací mezi mozkem a externím zařízením. Přilbu vyvinul Institute of Electronic Control Machines (INEUM) pojmenované po. I. S. Brook. Předpokládá se, že neurální rozhraní umožní ovládat elektronická a elektromechanická zařízení: protetika, vozidla.
Co čeká trh neuronových rozhraní?
Podle Globální trh s počítačovými rozhraními dosáhne do roku 2022 1,72 miliardy dolarů. Nyní je hlavní oblastí použití neurálních rozhraní medicína, ale oblasti zábavy, stejně jako vojenská a průmyslová sféra, se aktivně rozvíjejí. Neuro-náhlavní souprava pro ovládání bojového robota už není jen sladkou fantazií potrhlých lidí v uniformách, ale zcela řešitelným problémem.
Vzhledem k tomu, že neuronové headsety nabízejí otevřené prostředí, které lze použít k vytvoření vlastního softwaru, rozvíjí se i soukromé neuroprogramování. Například, jeden z lídrů trhu, NeuroSky, je vývojářům k dispozici zcela zdarma. A díky tomu se objevuje stále více aplikací, které využívají možnosti této platformy.
Poznamenejme, že iniciativa za plošné zavedení neurálních rozhraní a mozkových čipů čelí nejen podpoře, ale i kritice. Na jedné straně mohou nervová rozhraní zlepšit léčbu traumatických poranění mozku, paralýzy, epilepsie nebo schizofrenie. Na druhou stranu takové technologie mohou prohlubovat sociální nerovnost.
Existují obavy, že v současné době neexistuje žádný právní ani etický základ pro zavádění elektrod zdravému člověku. Neuronové rozhraní navíc dokáže z lidského mozku udělat objekt, do kterého budou chtít proniknout vlády, inzerenti, hackeři, reptiliáni a další jedinci, se kterým normální člověk pravděpodobně nebude spokojen. A vůbec, nervové rozhraní a náhlavní soupravy mohou změnit vlastnosti člověka, ovlivnit jeho psychiku a aktivitu jako jednotlivce a zkreslit chápání lidí jako fyziologických bytostí.
Obecně je jasné, že neurotechnologie se budou nadále vyvíjet. Nelze však předvídat, kdy se stanou skutečně dostupnými a ještě efektivnějšími.
Co dalšího je na blogu zajímavého?
→
→
→
→
→
Zdroj: www.habr.com