Antaŭ pli ol 100 jaroj, sciencistoj interesiĝis pri la kapabloj de la cerbo kaj provis kompreni ĉu eblas iel influi ĝin. En 1875, la angla kuracisto Richard Cato povis detekti malfortan elektran kampon sur la surfaco de la cerboj de kunikloj kaj simioj. Tiam estis multaj malkovroj kaj esploroj, sed nur en 1950, profesoro pri fiziologio de la Universitato Yale Jose Manuel Rodriguez Delgado inventis la aparaton Stimosiver, kiu povus esti enplantita en la cerbon kaj kiu estis kontrolita per radiosignaloj.
Trejnado estis farita sur simioj kaj katoj. Tiel, stimulado de certa areo de la cerbo per enplantita elektrodo kaŭzis, ke la kato levis sian malantaŭan piedon. Laŭ Delgado, la besto montris neniujn signojn de malkomforto dum tiaj eksperimentoj.
Kaj 13 jarojn poste, la sciencisto pasigis — enplantis stimoseivers en la cerbon de virbovo kaj kontrolis ĝin per portebla dissendilo.
Tiel komenciĝis la epoko de neŭralaj interfacoj kaj teknologioj kapablaj pliigi homajn biologiajn kapablojn. Jam en 1972 ekvendiĝis koklea enplantaĵo, kiu konvertis sonon en elektran signalon, transdonis ĝin al la cerbo kaj fakte permesis al homoj kun severa aŭdmalkapablo aŭdi. Kaj en 1973, la esprimo "cerbo-komputila interfaco" estis oficiale uzita por la unua fojo. En 1998, sciencisto Philip Kennedy enplantis la unuan neŭralan interfacon en pacienton, muzikiston Johnny Ray. Post la bato, Johnny perdis la kapablon moviĝi. Sed danke al enplantado, li lernis movi la kursoron nur imagante la movon de siaj manoj.
Sekvante la sciencistojn, la ideo krei neŭralan interfacon estis reprenita de grandaj komercaj korporacioj kaj noventreprenoj. Facebook kaj Elon Musk jam anoncis sian intencon evoluigi sistemon, kiu helpos kontroli objektojn per la potenco de penso. Iuj fiksas sian esperon sur neŭralaj interfacoj - teknologioj permesos al homoj kun handikapoj restarigi perditajn funkciojn, plibonigi la rehabilitadon de persono, kiu suferis apopleksion aŭ traŭmatan cerbolezon. Aliaj estas skeptikaj pri tiaj evoluoj, kredante ke ilia uzo estas plena de juraj kaj etikaj problemoj.
Estu kiel ajn, ekzistas sufiĉa nombro da grandaj ludantoj en la merkato. Se vi kredas , iuj evoluoj jam estis ĉesigitaj, sed la ceteraj estas sufiĉe popularaj kaj atingeblaj.
Kio estas neŭrala interfaco kaj kiel ĝi povas esti utila?
Tipoj de Cerbaj Ondoj
Neŭrala interfaco estas sistemo por interŝanĝi informojn inter la homa cerbo kaj elektronika aparato. Ĉi tio estas teknologio, kiu permesas al homo interagi kun la ekstera mondo surbaze de registrado de la elektra aktiveco de la cerbo - elektroencefalogramo (EEG). La deziro de homo fari iun agon reflektas en ŝanĝoj en la EEG, kiu siavice estas deĉifrita de la komputilo.
Neŭrointerfacoj povas esti unudirektaj aŭ dudirektaj. La unuaj aŭ ricevas signalojn de la cerbo aŭ sendas ilin al ĝi. Ĉi-lasta povas sendi kaj ricevi signalojn samtempe.
Estas pluraj metodoj por mezuri cerbajn signalojn. Ili estas dividitaj en tri tipojn.
- Ne-invasiva. Sensiloj estas metitaj sur la kapon por mezuri elektrajn potencialojn generitajn de la cerbo (EEG) kaj magneta kampo (MEG).
- Duonpenetra. Elektrodoj estas metitaj sur la senŝirman surfacon de la cerbo.
- Invasiva. Mikroelektrodoj estas metitaj rekte en la kortekso, mezurante la agadon de ununura neŭrono.
La ĉefa trajto de la neŭrala interfaco estas, ke ĝi permesas vin konekti rekte al la cerbo. Kion ĉi tio povas fari en la praktiko? Neŭralaj interfacoj, ekzemple, povas faciligi aŭ radikale ŝanĝi la vivojn de paralizitaj homoj. Iuj ne povas skribi, movi aŭ paroli. Sed samtempe iliaj cerboj sufiĉe funkcias. La neŭrala interfaco permesos al ĉi tiuj homoj plenumi certajn agojn legante intencojn uzante elektrodojn konektitajn al la cerbo.
Alia opcio por uzi la neŭralan interfacon estis inventita de usonaj sciencistoj, kiuj disvolvis ciberprotezon kapablan plibonigi homan memoron je 30%. La aparato generas nervajn impulsojn, kiuj helpas la pacienton formi novajn memorojn kaj memori la vizaĝojn de parencoj. Oni atendas, ke la evoluo helpos batali senilan demencon, Alzheimer-malsanon kaj aliajn memorproblemojn.
Krom sano, neŭralaj interfacoj povas esti uzataj por la persona evoluo de homo, por laboro kaj distro, same kiel por interagado kun aliaj. Do, kiajn interesajn aferojn povas proponi neŭroteknologio en ĉi tiuj areoj?
Mem-perfekteco
Eble la plej populara areo de apliko de neŭralaj interfacoj kaj ĉiaj aplikoj estas la disvolviĝo de iuj homaj kapabloj. Diversaj trejnadoj estas dediĉitaj al tio, sistemoj por la disvolviĝo de mensaj kapabloj, sistemoj por ŝanĝi konduton, sistemojn por preventi streson, ADHD, sistemojn por labori kun psiko-emociaj statoj, ktp. Ĉi tiu speco de agado eĉ havas sian propran terminon, "Cerba taŭgeco".
Kio estas la esenco de la ideo? Rezulte de multnombraj studoj formiĝis iuj pruvitaj ideoj pri kiel tiu aŭ alia cerba agado respondas al statoj de homa konscio. Algoritmoj aperis por determini la nivelon de atentemo, koncentriĝo kaj meditado, kaj mensa malstreĉiĝo. Aldonu al tio la kapablon legi EEG kaj elektromiografion (EMG), kaj la rezulto estas bildo de la nuna stato de homo.
Kaj kiam vi bezonas lerni kiel indukti specifan psiko-emocian staton, homo trejnas sin uzante aparaton al kiu neŭrala interfaco estas konektita. Estas grandega nombro da programoj por bildigi EEG kaj psiko-emociajn statojn; ni ne priskribos ilin ĉiujn. Trejnado por voki homon al la postulata stato de konscio estas farita per biofeedback EEG-teknologio (biofeedback bazita sur elektroencefalografio).
Kiel ĝi aspektas praktike: Gepatroj volas plibonigi la akademian agadon de sia infano kaj venki ADHD (malordo de atento-deficita hiperaktiveco). Por fari tion, uzu specialan programon (ekzemple de ), elektante antaŭfiksojn por trejni la deziratajn statojn: atenteco, koncentriĝo, malstreĉiĝo, meditado, antaŭzorgo de hiperkoncentriĝo. Elektu trejnan programon de koncentriĝo. Kaj ili lanĉas ĝin.
La programo ofertas la infanan trejnadon, en kiu li devas konservi la Alfa- kaj Beta-ondojn super certa nivelo. Ondoj ne devas fali sub certan nivelon. Samtempe, la videomaterialo elektita de la gepatroj estas ludata en la programfenestro. Ekzemple, via plej ŝatata karikaturo. La infano simple rigardas la bildstrion, kontrolas la nivelojn de Alfa kaj Beta-ondoj kaj faras nenion alian. Poste, bioreligo venas en ludo. La tasko de la infano estas konservi Alpha kaj Beta-nivelojn dum la trejnado.
Se unu el la niveloj falas sub la bezonata indikilo, la bildstrio estas interrompita. Dum la unuaj lecionoj, la infano provos signife reveni al la dezirata stato por spekti la bildstrion. Sed post iom da tempo, la cerbo lernos sendepende reveni al ĉi tiu stato se ĝi falas el ĝi (kondiĉe ke la karikaturo estas interesa por la infano, kaj la rigarda stato estas "komforta" por la cerbo). Kiel rezulto, la infano disvolvas la kapablon indukti la bezonatan staton de koncentriĝo, same kiel la kapablon konservi koncentriĝon je certa nivelo.
Ĝi aspektas timiga, sed ne rapidu por timigi kaj voki la kuratorajn aŭtoritatojn. Estas ankaŭ pli simplaj solvoj bazitaj sur ludoj. Ekzemple, de NeuroSky. La tasko de la ludanto estas igi la formikon puŝi objekton direkte al si en la formikejon. Sed por ke la formiko moviĝu sen halto, necesas konservi certan nivelon de koncentriĝo super certa punkto sur la responda skalo.
Kiam vi koncentriĝas pri la procezo, la formiko puŝas la objekton. Tuj kiam la koncentriĝnivelo malaltiĝas, la formiko ĉesas kaj vi malŝparas tempon, plimalbonigante vian rezulton. Kun ĉiu nivelo, la ludo iĝas pli malfacila kiam la bezonata koncentriĝnivelo pliiĝas. Estas ankaŭ pliaj distraĵoj.
Kiel rezulto de regula trejnado, la uzanto disvolvas la kapablon konservi nivelon de koncentriĝo kaj atentemo pri la tasko, sendepende de eksteraj aŭ internaj distraĵoj. Ĉi tie ĉio estas kiel en sportoj, estas neeble akiri atletikan korpon irante al la gimnazio kelkfoje aŭ manĝante ladskatolon da proteinoj. Esplorado en la kampo de biofeedback EEG montris, ke la rezultoj de tiaspeca trejnado aperas nur post 20 tagoj de regulaj sesioj po 20 minutoj.
Amuzaĵo
Neuroheadsets ankaŭ donas ŝancon amuziĝi. Sed ĉiuj ludoj kaj distraj aplikoj ankaŭ estas iloj por memevoluo. Ludante ludojn per neŭrala interfaco, vi uzas konsciajn statojn de via konscio por kontroli la rolulojn. Kaj tiel lernu regi ilin.
La plurludanta ludo Throw Trucks With Your Mind faris multe da bruo en la tago. La rolulo estas regata laŭ la norma unuapersona pafisto, sed vi povas batali kontraŭ aliaj ludantoj nur helpe de mensaj klopodoj. Por fari tion, la koncentriĝo kaj meditado-parametroj de la ludanto estas montrataj sur la ludekrano.
Por ĵeti skatolon, kamionon aŭ ajnan alian objekton el la medio de la ludo al kontraŭulo, vi devas levi ĝin en la aeron uzante vian mensan forton kaj poste ĵeti ĝin al la kontraŭulo. Ĝi ankaŭ povas "flugi" al vi, do tiu, kiu pli efike uzas la kapablon koncentriĝi kaj mediti, gajnas la bataleton. Estis tre ekscite batali kun la potenco de la menso kontraŭ veraj kontraŭuloj. Inter pli freŝaj ludoj ni povas mencii de MyndPlay.
Fabrikistoj ankaŭ ofertas pli trankvilajn ludopciojn. Ekzemple, plurajn popularajn videoludajn aplikojn samtempe. Ankaŭ menciinda estas la ludo MyndPlay . Ĝi estas simpla: vi devas fari tri pafojn el pafarko kaj gajni la maksimuman nombron da poentoj. Por ĉiu pafo vi povas akiri ĝis 10 poentojn. Uzante vidaĵojn, la ludo mergas vin en sia medio, post kio via rolulo povas komenci celi la celon. Indikilo de koncentriĝo nivelo aperas en la fenestro de la ludanta. Ju pli alta la koncentriĝo, des pli proksime al la dek la sago trafos. La dua pafo postulas, ke vi eniru staton de meditado por bati. La tria pafo postulos koncentriĝon denove. Jen kiel la ludo klare montras la interesajn kapablojn de neŭralaj interfacoj.
Krom ludoj, ekzistas ankaŭ interagaj neŭrofilmoj. Imagu: vi sidiĝis sur la sofon, surmetis aŭdilon kaj ŝaltis interagan filmon pri glitkurantoj. En iu etapo, momento ekestas kiam la glitkuranto akcelis kaj estas saltonta. Je ĉi tiu punkto, vi devas mem iĝi glitkuranto por koncentriĝi pri la salto kaj konservi la koncentriĝan nivelon de konscio ĝis la karaktero kompletigas la salton. Kun sufiĉa koncentriĝo (komparebla al la reala vivo kaj la nivelo kiu estos bezonata en la realeco), la glitkuranto en la filmo sukcese faros la salton kaj la intrigo transiros al la sekva interaga forko. Se la koncentriĝo estis tiel-tiel, tiam la glitkuranto falos, kaj la filmo sekvos malsaman intrigon.
Jam filmite en simila maniero en la stilo de Guy Ritchie, same kiel kelkaj aliaj filmoj. Fakte, la intrigo kaj fino de la filmo rekte dependas de viaj klopodoj. Kaj ĝi aspektas tre interesa.
Simpla kaj branĉa logiko de intrigo-disvolviĝo
Apliko ĉe la laboro
Aldone al trejnado kaj distraj programoj, programistoj kreis grandan nombron da aplikoj destinitaj por profesia uzo. Ekzemplo estas la programo MindRec, kiu estis kreita por medicinaj, sportaj, ordinaraj psikologoj kaj psikologoj laborantaj kun reprezentantoj de policaj agentejoj.
Kiel ĝi estas uzata? La persono surmetas neŭroaŭdilon, la psikologo lanĉas la programon kaj komencas la sesion. Dum la kunsido, la sekvaj informoj estas kontrolataj kaj registritaj en la komputila memoro, nome: nivelo de koncentriĝo, atentemo, nivelo de meditado, kruda EEG-signalo, en pluraj specoj de vidado samtempe, en la intervalo de 0 ĝis 70 Hz. . Signaloj dividitaj en frekvencintervalojn kiuj konsistigas la spektron de la ĉefa signalo. La rompo estas farita en 8 gamojn: Delta, Theta, Low Alpha, High Alpha, Low Beta, High Beta, Low Gamma, High Gamma. Se necese, aŭd- kaj videoregistraĵoj de la agoj de la psikologo estas faritaj.
La registrita materialo povas esti reviziita, vidante ĉion, kio estis montrita en reala tempo dum la sesio. Se la psikologo ne rimarkis ion tuj, tiam restudante la sesion aŭ trejnadon, li povas studi ŝanĝojn en cerbaj ondo-reagoj kaj kompari ilin kun aŭdvidaj informoj. Ĉi tio estas tre valora ilo por iu ajn specialisto en la kampo.
Alia opcio estas neŭromerkatado. La neŭroaŭdilo permesas vin fari merkatan esploron ĉar ĝi montras la emocian respondon de homo al certaj merkataj stimuloj. Ĉi tio estas multe pli efika, ĉar dum enketoj kaj demandaroj homoj ne ĉiam estas honestaj en siaj respondoj. Kaj neŭrostudo helpos vin vidi la veran respondon, honestan kaj senpartian. Kunvenante fokusan grupon kaj farante testadon per neŭroaŭdilo, vi povas akiri rezultojn kiel eble plej proksimajn al realeco.
Interago kun eksteraj aparatoj
Alia interesa areo de laboro kun neŭroaŭdiloj estas fora kontrolo de eksteraj aparatoj. Tre popularaj inter infanoj, ekzemple, estas vetkurludoj, kiuj permesas konkurencon inter du, tri kaj kvar partoprenantoj. Jen konata ekzemplo de tiaj ludoj:
Ĉu vi volas ludi kun io alia? Bonvolu, jen aliaj evoluoj, kiuj ankaŭ populariĝis.
Puzzlebox Orbita Helikoptero
Ludila helikoptero, kiu estas regata de la potenco de penso. La norma versio permesas vin kontroli la flugalton de la helikoptero, sed estas multaj aldonaĵoj, kiuj igas ĉi tiun ludilon potencan cerban taŭgecan maŝinon. Recenzo .
Zen Lampo
La lampo reflektas vian psiko-emocian staton en formo de brilo de certa koloro. Ideala por disvolvi meditajn kapablojn.
Forto Trejnisto II
La plej amuza eta afero. Kreas holografian bildon de la ludmedio kaj objektoj ene de travidebla piramido. Kaj la ludanto, uzante cerbajn komandojn, kontrolas ĉi tiujn objektojn.
Nekomimi
La belaj kataj oreloj fariĝis sukceso en la tuta mondo. La aparato estas tute memsufiĉa kaj ne postulas konekton al komputilo aŭ inteligenta telefono. La uzanto surmetas la orelojn, ŝaltas ilin kaj ricevas la ŝancon montri sian humoron (psiko-emocia stato) movante ĉi tiujn orelojn. Cetere, simila produkto, , ne populariĝis eĉ en sia patrujo, Japanio. Kie la aŭdilo estis enmetita en ĉi tiu kazo, vi povas mem kompreni.
Neuro-aŭdilo - distro aŭ utila ilo?
Legante la artikolon, povas ŝajni, ke neŭralaj interfacoj kaj aŭdiloj celas ĉefe distri homon aŭ amuzi lian emocian aflikton. Tamen ĉi tio absolute ne veras. Neŭroaŭdilo, kunligita kun taŭga programaro, povas bone helpi evoluigi membron post severa vundo kaj redukti la negativajn konsekvencojn de severaj vundoj. Tial sciencistoj aktive uzas neŭroteknologion por helpi homojn.
Ekzemple, en 2016, usonaj sciencistoj de la Universitato Johns Hopkins kreis neŭralan interfacon kiu helpas kontroli individuajn fingrojn de biomekanika protezo. Jaron poste, iliaj aŭstraj kolegoj de la Universitato de Graz evoluigis sistemon por skribi muzikon uzante la potencon de penso. Ĝi estas dizajnita por muzike talentaj homoj kun handikapoj.
Specialistoj de la Universitato de Kalifornio uzante neŭralan interfacon, neŭromuskola stimulo kaj suspendo paralizita de la talio malsupren. Kaj brazilaj esploristoj, kune kun kolegoj el Usono, Svislando kaj Germanio, povis parte en pacientoj uzantaj neŭralan interfacon, virtualan realecon kaj eksterskeleton. Evoluoj ankaŭ okazas por interagi kun pacientoj kun ŝlosita sindromo. La teknologio helpos identigi tiajn pacientojn, komuniki kun ili kaj restarigi kontrolon super la korpo.
Facebook komencis labori pri neinvasiva neŭrala interfaco, kiu helpos uzantojn tajpi sen klavaro. Nissan evoluigis cerbo-maŝinan interfacon por legi pensojn dum veturado por plibonigi reagtempojn. Kaj Elon Musk eĉ volas konekti la cerbon kun komputilo por eviti transpreni la mondon per artefarita inteligenteco.
Rusaj kompanioj ankoraŭ ne povas fanfaroni pri multaj atingoj en la kampo de neŭroteknologioj. Tamen, Rostec lastatempe prezentis antaŭproduktan specimenon de aparato, kiu helpos interŝanĝi informojn inter la cerbo kaj ekstera aparato. La kasko estis evoluigita fare de la Institute of Electronic Control Machines (INEUM) nomita laŭ. I. S. Rojo. Oni supozas, ke la neŭrala interfaco ebligos kontroli elektronikajn kaj elektromekaniajn aparatojn: protezaĵojn, veturilojn.
Kio atendas la merkaton de neŭrala interfaco?
Laŭ , la tutmonda komputilinterfaco merkato atingos $ 2022 miliardojn antaŭ 1,72. Nun la ĉefa areo de aplikado de neŭralaj interfacoj estas medicino, sed distraj areoj, same kiel la armeaj kaj industriaj sferoj, aktive disvolviĝas. Neŭroaŭskultilo por kontroli batalroboton ne plu estas nur dolĉa fantazio de altnivelaj homoj en uniformo, sed tute solvebla problemo.
Pro la fakto, ke neŭralaj aŭdiloj ofertas malferman medion, kiu povas esti uzata por krei vian propran programaron, ankaŭ privata neŭroprogramado disvolviĝas. Ekzemple, unu el la merkataj gvidantoj, NeuroSky, estas disponebla por programistoj absolute senpage. Kaj kiel rezulto, pli kaj pli da aplikaĵoj aperas, kiuj uzas la kapablojn de ĉi tiu platformo.
Ni rimarku, ke la iniciato por ĝeneraligita enkonduko de neŭralaj interfacoj kaj cerbaj blatoj alfrontas ne nur subtenon, sed ankaŭ kritikon. Unuflanke, neŭralaj interfacoj povas plibonigi la traktadon de traŭmataj cerbaj vundoj, paralizo, epilepsio aŭ skizofrenio. Aliflanke, tiaj teknologioj povas pliseverigi la socian malegalecon.
Estas zorgoj, ke nuntempe ne ekzistas jura aŭ etika bazo por enkonduki elektrodojn en sana persono. Krome, la neŭrala interfaco povas igi la homan cerbon objekton, kiun registaroj, reklamantoj, retpiratoj, reptilioj kaj aliaj individuoj volos penetri, pri kiu normala homo verŝajne ne ĝojos. Kaj ĝenerale, la neŭrala interfaco kaj aŭdiloj povas ŝanĝi la karakterizaĵojn de homo, influi lian psikon kaj aktivecon kiel individuo, kaj distordi la komprenon de homoj kiel fiziologiaj estaĵoj.
Ĝenerale, estas klare, ke neŭroteknologioj daŭre disvolvos. Sed estas neeble antaŭdiri, kiam ili fariĝos vere alireblaj kaj eĉ pli efikaj.
Kio alia estas interesa en la blogo?
→
→
→
→
→
fonto: www.habr.com