Hace más de 100 años, los científicos se interesaron por las capacidades del cerebro y trataron de comprender si era posible influir en él de alguna manera. En 1875, el médico inglés Richard Cato pudo detectar un débil campo eléctrico en la superficie del cerebro de conejos y monos. Luego hubo muchos descubrimientos e investigaciones, pero recién en 1950 el profesor de fisiología de la Universidad de Yale, José Manuel Rodríguez Delgado, inventó el dispositivo Stimosiver, que podía implantarse en el cerebro y se controlaba mediante señales de radio.
El entrenamiento se realizó con monos y gatos. Así, la estimulación de una determinada zona del cerebro a través de un electrodo implantado hizo que el gato levantara su pata trasera. Según Delgado, el animal no mostró signos de malestar durante dichos experimentos.
Y 13 años después, el científico pasó — implantó estimuladores en el cerebro de un toro y lo controló mediante un transmisor portátil.
Así comenzó la era de las interfaces neuronales y las tecnologías capaces de aumentar las capacidades biológicas humanas. Ya en 1972 salió a la venta un implante coclear que convertía el sonido en una señal eléctrica, lo transmitía al cerebro y, de hecho, permitía oír a personas con discapacidad auditiva grave. Y en 1973 se utilizó oficialmente por primera vez el término “interfaz cerebro-computadora”. En 1998, el científico Philip Kennedy implantó la primera interfaz neuronal en un paciente, el músico Johnny Ray. Después del derrame cerebral, Johnny perdió la capacidad de moverse. Pero gracias a la implantación, aprendió a mover el cursor con sólo imaginar el movimiento de sus manos.
Siguiendo a los científicos, la idea de crear una interfaz neuronal fue retomada por grandes corporaciones comerciales y nuevas empresas. Facebook y Elon Musk ya han anunciado su intención de desarrollar un sistema que ayudará a controlar objetos con el poder del pensamiento. Algunos ponen sus esperanzas en las interfaces neuronales: las tecnologías permitirán a las personas con discapacidad restaurar funciones perdidas y mejorar la rehabilitación de una persona que ha sufrido un derrame cerebral o una lesión cerebral traumática. Otros se muestran escépticos ante estos avances, creyendo que su uso está plagado de problemas legales y éticos.
Sea como fuere, hay un número suficiente de grandes actores en el mercado. Si tu crees , algunos desarrollos ya han sido descontinuados, pero el resto son bastante populares y asequibles.
¿Qué es una interfaz neuronal y para qué puede resultar útil?
Tipos de ondas cerebrales
Una interfaz neuronal es un sistema para intercambiar información entre el cerebro humano y un dispositivo electrónico. Se trata de una tecnología que permite a una persona interactuar con el mundo exterior basándose en el registro de la actividad eléctrica del cerebro: un electroencefalograma (EEG). El deseo de una persona de realizar alguna acción se refleja en los cambios del EEG, que a su vez es descifrado por la computadora.
Las neurointerfaces pueden ser unidireccionales o bidireccionales. Los primeros reciben señales del cerebro o se las envían. Este último puede enviar y recibir señales simultáneamente.
Existen varios métodos para medir las señales cerebrales. Se dividen en tres tipos.
- no invasivo. Se colocan sensores en la cabeza para medir los potenciales eléctricos generados por el cerebro (EEG) y el campo magnético (MEG).
- Semi-invasivo. Se colocan electrodos en la superficie expuesta del cerebro.
- Invasor. Se colocan microelectrodos directamente en la corteza cerebral y miden la actividad de una sola neurona.
La característica clave de la interfaz neuronal es que le permite conectarse directamente al cerebro. ¿Qué puede hacer esto en la práctica? Las interfaces neuronales, por ejemplo, pueden facilitar o cambiar radicalmente la vida de las personas paralizadas. Algunos no pueden escribir, moverse o hablar. Pero al mismo tiempo, sus cerebros funcionan bastante. La interfaz neuronal permitirá a estas personas realizar determinadas acciones leyendo intenciones mediante electrodos conectados al cerebro.
Otra opción para utilizar la interfaz neuronal fue inventada por científicos estadounidenses que desarrollaron una ciberprótesis capaz de mejorar la memoria humana en un 30%. El dispositivo genera impulsos nerviosos que ayudan al paciente a formar nuevos recuerdos y recordar los rostros de sus familiares. Se espera que el desarrollo ayude a combatir la demencia senil, la enfermedad de Alzheimer y otros problemas de memoria.
Además de para la salud, las interfaces neuronales se pueden utilizar para el desarrollo personal de una persona, para el trabajo y el entretenimiento, así como para la interacción con los demás. Entonces, ¿qué cosas interesantes puede ofrecer la neurotecnología en estas áreas?
Autoperfección
Quizás el área de aplicación más popular de las interfaces neuronales y todo tipo de aplicaciones es el desarrollo de cualquier habilidad humana. A esto se dedican diversas formaciones, sistemas para el desarrollo de habilidades mentales, sistemas para cambiar el comportamiento, sistemas para prevenir el estrés, TDAH, sistemas para trabajar con estados psicoemocionales, etc. Este tipo de actividad incluso tiene su propio término, “Brain fitness”.
¿Cuál es la esencia de la idea? Como resultado de numerosos estudios, se han formado algunas ideas comprobadas sobre cómo una actividad cerebral en particular corresponde a los estados de la conciencia humana. Han aparecido algoritmos para determinar el nivel de atención, concentración y meditación, y relajación mental. Si a esto le sumamos la capacidad de leer EEG y electromiografía (EMG), el resultado es una imagen del estado actual de una persona.
Y cuando es necesario aprender a inducir un determinado estado psicoemocional, una persona se entrena utilizando un dispositivo al que está conectada una interfaz neuronal. Existe una gran cantidad de programas para visualizar EEG y estados psicoemocionales, no los describiremos todos. El entrenamiento para llamar a una persona al estado de conciencia requerido se realiza mediante tecnología de biorretroalimentación EEG (biorretroalimentación basada en electroencefalografía).
Cómo se ve en la práctica: los padres quieren mejorar el rendimiento académico de sus hijos y superar el TDAH (trastorno por déficit de atención con hiperactividad). Para hacer esto, use un programa especial (por ejemplo, de ), eligiendo ajustes preestablecidos para entrenar los estados deseados: atención plena, concentración, relajación, meditación, prevención de la hiperconcentración. Seleccione un programa de entrenamiento de nivel de concentración. Y lo lanzan.
El programa ofrece al niño un entrenamiento en el que necesita mantener las ondas Alfa y Beta por encima de un cierto nivel. Las olas no deben caer por debajo de cierto nivel. Al mismo tiempo, en la ventana del programa se reproduce el material de vídeo seleccionado por los padres. Por ejemplo, tu caricatura favorita. El niño simplemente mira la caricatura, monitorea los niveles de ondas Alfa y Beta y no hace nada más. A continuación, entra en juego la biorretroalimentación. La tarea del niño es mantener los niveles Alfa y Beta durante todo el entrenamiento.
Si uno de los niveles cae por debajo del indicador requerido, la caricatura se interrumpe. Durante las primeras lecciones, el niño intentará volver significativamente al estado deseado para poder ver la caricatura. Pero después de un tiempo, el cerebro aprenderá a regresar independientemente a este estado si sale de él (siempre que la caricatura sea interesante para el niño y el estado de visualización sea "cómodo" para el cerebro). Como resultado, el niño desarrolla la capacidad de inducir el estado de concentración requerido, así como la capacidad de mantener la concentración en un cierto nivel.
Parece aterrador, pero no se apresure a asustarse y llamar a las autoridades de tutela. También existen soluciones más sencillas basadas en juegos. Por ejemplo, de NeuroSky. La tarea del jugador es hacer que la hormiga empuje un objeto hacia sí misma hacia el hormiguero. Pero para que la hormiga se mueva sin detenerse es necesario mantener un cierto nivel de concentración por encima de un determinado punto de la escala correspondiente.
Cuando te concentras en el proceso, la hormiga empuja el objeto. En cuanto baja el nivel de concentración, la hormiga se detiene y pierdes tiempo, empeorando tu resultado. Con cada nivel, el juego se vuelve más difícil a medida que aumenta el nivel de concentración requerido. También hay distracciones adicionales.
Como resultado del entrenamiento regular, el usuario desarrolla la capacidad de mantener un nivel de concentración y atención en la tarea en cuestión, independientemente de las distracciones externas o internas. Aquí todo es como en el deporte, es imposible conseguir un cuerpo atlético yendo un par de veces al gimnasio o comiendo una lata de proteínas. Las investigaciones en el campo del EEG con biorretroalimentación han demostrado que los resultados de un entrenamiento de este tipo aparecen sólo después de 20 días de sesiones regulares de 20 minutos cada una.
entretenimiento
Los neuroheadsets también brindan la oportunidad de divertirse. Pero todos los juegos y aplicaciones de entretenimiento son también herramientas de autodesarrollo. Cuando juegas a través de una interfaz neuronal, utilizas estados conscientes de tu conciencia para controlar a los personajes. Y así aprender a controlarlos.
El juego multijugador Throw Trucks With Your Mind hizo mucho ruido en su día. El personaje se controla según el esquema estándar de un shooter en primera persona, pero puedes luchar contra otros jugadores sólo con la ayuda de esfuerzos mentales. Para ello, los parámetros de concentración y meditación del jugador se muestran en el monitor del juego.
Para lanzar una caja, un camión o cualquier otro objeto del entorno del juego a un oponente, debes levantarlo en el aire usando tu poder mental y luego arrojárselo al oponente. También puede "volar" hacia ti, por lo que el que utilice de forma más eficaz la capacidad de concentrarse y meditar gana la escaramuza. Fue muy emocionante luchar con el poder de la mente contra oponentes reales. Entre los juegos más recientes podemos mencionar de MyndPlay.
Los fabricantes también ofrecen opciones de juego más silenciosas. Por ejemplo, varias aplicaciones de juegos populares a la vez. También vale la pena mencionar el juego MyndPlay. . Es simple: debes hacer tres tiros con un arco y sumar la máxima cantidad de puntos. Por cada disparo podrás conseguir hasta 10 puntos. Usando imágenes, el juego te sumerge en su entorno, después de lo cual tu personaje puede comenzar a apuntar al objetivo. Aparece un indicador de nivel de concentración en la ventana del reproductor. Cuanto mayor sea la concentración, más cerca del diez llegará la flecha. El segundo disparo requiere que entres en un estado de meditación para poder golpear. El tercer disparo requerirá nuevamente concentración. Así el juego demuestra claramente las interesantes capacidades de las interfaces neuronales.
Además de los juegos, también existen neuropelículas interactivas. Imagínese: se sentó en el sofá, se puso unos auriculares y puso una película interactiva sobre patinadores. En algún momento llega un momento en el que el patinador ha acelerado y está a punto de saltar. En este punto, debes convertirte en patinador para poder concentrarte en el salto y mantener el nivel de concentración de conciencia hasta que el personaje termine el salto. Con suficiente concentración (comparable a la vida real y al nivel que se necesitará en la realidad), el patinador de la película dará el salto con éxito y la trama pasará a la siguiente bifurcación interactiva. Si la concentración era regular, entonces el patinador caerá y la película seguirá una historia diferente.
Ya filmado de manera similar. al estilo de Guy Ritchie, entre otras películas. De hecho, la trama y el final de la película dependen directamente de tus esfuerzos. Y parece muy interesante.
Lógica simple y ramificada del desarrollo de la trama.
Aplicación en el trabajo
Además de los programas de formación y entretenimiento, los desarrolladores han creado una gran cantidad de aplicaciones destinadas al uso profesional. Un ejemplo es el programa MindRec, que fue creado para psicólogos médicos, deportivos, ordinarios y psicólogos que trabajan con representantes de las fuerzas del orden.
¿Cómo se usa? La persona se pone un neuroauricular, el psicólogo inicia el programa y comienza la sesión. Durante la sesión, se monitorea y registra en la memoria de la computadora la siguiente información, a saber: nivel de concentración, atención, nivel de meditación, señal EEG sin procesar, en varios tipos de visualización al mismo tiempo, en el rango de 0 a 70 Hz. . Señales divididas en rangos de frecuencia que conforman el espectro de la señal principal. El desglose se realiza en 8 rangos: Delta, Theta, Alfa bajo, Alfa alto, Beta bajo, Beta alto, Gamma bajo, Gamma alto. Si es necesario, se realizan grabaciones de audio y vídeo de las acciones del psicólogo.
Se podrá revisar el material grabado, viendo en tiempo real todo lo que se mostró durante la sesión. Si el psicólogo no notó algo de inmediato, al volver a estudiar la sesión o el entrenamiento, puede estudiar los cambios en las reacciones de las ondas cerebrales y compararlos con la información audiovisual. Esta es una herramienta muy valiosa para cualquier especialista en la materia.
Otra opción es el neuromarketing. Los neuroauriculares le permiten realizar investigaciones de marketing porque muestran la respuesta emocional de una persona a ciertos estímulos de marketing. Esto es mucho más eficaz, ya que durante las encuestas y cuestionarios las personas no siempre son honestas en sus respuestas. Y el neuroestudio te ayudará a ver la respuesta real, honesta e imparcial. Al reunir un grupo focal y realizar pruebas con un neuroauricular, puede obtener resultados lo más cercanos posible a la realidad.
Interacción con dispositivos externos
Otra área interesante de trabajar con neuroauriculares es el control remoto de dispositivos externos. Son muy populares entre los niños, por ejemplo, los juegos de carreras que permiten competir entre dos, tres y cuatro participantes. A continuación se muestra un ejemplo bien conocido de este tipo de juegos:
¿Quieres jugar con algo más? Por favor, aquí tenéis otras novedades que también se han popularizado.
Puzzlebox Orbita Helicóptero
Un helicóptero de juguete controlado por el poder del pensamiento. La versión estándar te permite controlar la altitud de vuelo del helicóptero, pero hay muchos complementos que convierten este juguete en una poderosa máquina de ejercicios cerebrales. Revisar .
Lámpara Zen
La lámpara refleja su estado psicoemocional en forma de un brillo de cierto color. Ideal para desarrollar habilidades de meditación.
Entrenador de fuerza II
La cosita más divertida. Crea una imagen holográfica del entorno del juego y los objetos dentro de una pirámide transparente. Y el jugador, usando comandos cerebrales, controla estos objetos.
Necomimi
Las lindas orejas de gato se han convertido en un éxito en todo el mundo. El dispositivo es completamente autosuficiente y no requiere conexión a una computadora o teléfono inteligente. El usuario se pone las orejas, las enciende y tiene la oportunidad de demostrar su estado de ánimo (estado psicoemocional) moviendo estas orejas. Por cierto, un producto similar, , no se hizo popular ni siquiera en su tierra natal, Japón. En este caso, usted mismo puede descubrir dónde se insertaron los auriculares.
Neuroauriculares: ¿entretenimiento o una herramienta útil?
Al leer el artículo, puede parecer que las interfaces neuronales y los auriculares están destinados principalmente a entretener a una persona o aliviar su angustia emocional. Sin embargo, esto no es del todo cierto. Un neuroauricular, junto con el software adecuado, puede ayudar a desarrollar una extremidad después de una lesión grave y reducir las consecuencias negativas de las lesiones graves. Por lo tanto, los científicos utilizan activamente la neurotecnología para ayudar a las personas.
Por ejemplo, en 2016, científicos estadounidenses de la Universidad Johns Hopkins crearon una interfaz neuronal que ayuda a controlar los dedos individuales de una prótesis biomecánica. Un año después, sus colegas austriacos de la Universidad de Graz desarrollaron un sistema para escribir música utilizando el poder del pensamiento. Está diseñado para personas con discapacidades con talento musical.
Especialistas de la Universidad de California utilizan una interfaz neuronal, estimulación neuromuscular y suspensión. paralizado de cintura para abajo. Y los investigadores brasileños, junto con colegas de Estados Unidos, Suiza y Alemania, lograron parcialmente en pacientes utilizando una interfaz neuronal, realidad virtual y exoesqueleto. También se están realizando avances para interactuar con pacientes con síndrome de enclaustramiento. La tecnología ayudará a identificar a estos pacientes, comunicarse con ellos y restablecer el control sobre el cuerpo.
Facebook ha comenzado a trabajar en una interfaz neuronal no invasiva que ayudará a los usuarios a escribir sin teclado. Nissan ha desarrollado una interfaz cerebro-máquina para leer los pensamientos mientras se conduce y mejorar los tiempos de reacción. Y Elon Musk incluso quiere conectar el cerebro con una computadora para evitar que la inteligencia artificial se apodere del mundo.
Las empresas rusas todavía no pueden presumir de muchos logros en el campo de las neurotecnologías. Sin embargo, Rostec presentó recientemente una muestra de preproducción de un dispositivo que ayudará a intercambiar información entre el cerebro y un dispositivo externo. El casco fue desarrollado por el Instituto de Máquinas de Control Electrónico (INEUM) que lleva su nombre. IS Brook. Se supone que la interfaz neuronal permitirá controlar dispositivos electrónicos y electromecánicos: prótesis, vehículos.
¿Qué le espera al mercado de las interfaces neuronales?
según , el mercado mundial de interfaces informáticas alcanzará los 2022 millones de dólares en 1,72. Ahora el principal campo de aplicación de las interfaces neuronales es la medicina, pero se están desarrollando activamente las áreas de entretenimiento, así como las esferas militar e industrial. Un neuroauricular para controlar un robot de combate ya no es sólo una dulce fantasía de gente intelectual uniformada, sino un problema completamente solucionable.
Debido a que los auriculares neuronales ofrecen un entorno abierto que puede utilizarse para crear su propio software, también se está desarrollando la neuroprogramación privada. Por ejemplo, Uno de los líderes del mercado, NeuroSky, está disponible para los desarrolladores de forma totalmente gratuita. Y como resultado, aparecen cada vez más aplicaciones que utilizan las capacidades de esta plataforma.
Cabe señalar que la iniciativa para la introducción generalizada de interfaces neuronales y chips cerebrales no sólo recibe apoyo, sino también críticas. Por un lado, las interfaces neuronales pueden mejorar el tratamiento de lesiones cerebrales traumáticas, parálisis, epilepsia o esquizofrenia. Por otro lado, estas tecnologías pueden exacerbar la desigualdad social.
Existe la preocupación de que actualmente no exista una base legal o ética para introducir electrodos en una persona sana. Además, la interfaz neuronal puede convertir el cerebro humano en un objeto que los gobiernos, los anunciantes, los piratas informáticos, los reptiles y otras personas querrán penetrar y con el que una persona normal probablemente no estará contenta. Y, en general, la interfaz neuronal y los auriculares pueden cambiar las características de una persona, afectar su psique y su actividad como individuo y distorsionar la comprensión de las personas como seres fisiológicos.
En general, está claro que las neurotecnologías seguirán desarrollándose. Pero es imposible predecir cuándo serán realmente accesibles y aún más eficaces.
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Fuente: habr.com