Il y a plus de 100 ans, les scientifiques s'intéressaient aux capacités du cerveau et tentaient de comprendre s'il était possible de l'influencer d'une manière ou d'une autre. En 1875, le médecin anglais Richard Cato fut capable de détecter un faible champ électrique à la surface du cerveau de lapins et de singes. Ensuite, il y a eu de nombreuses découvertes et recherches, mais ce n'est qu'en 1950 que José Manuel Rodriguez Delgado, professeur de physiologie à l'Université de Yale, a inventé le dispositif Stimosiver, qui pouvait être implanté dans le cerveau et qui était contrôlé à l'aide de signaux radio.
Une formation a été menée sur des singes et des chats. Ainsi, la stimulation d'une certaine zone du cerveau grâce à une électrode implantée a amené le chat à lever sa patte arrière. Selon Delgado, l'animal n'a montré aucun signe d'inconfort lors de telles expériences.
Et 13 ans plus tard, le scientifique a passé — a implanté des stimulateurs dans le cerveau d'un taureau et les a contrôlés via un émetteur portable.
Ainsi commença l’ère des interfaces neuronales et des technologies capables d’augmenter les capacités biologiques humaines. Déjà en 1972, un implant cochléaire était mis en vente, qui transformait le son en signal électrique, le transmettait au cerveau et permettait effectivement aux personnes souffrant de graves déficiences auditives d'entendre. Et en 1973, le terme « interface cerveau-ordinateur » a été officiellement utilisé pour la première fois. En 1998, le scientifique Philip Kennedy a implanté la première interface neuronale chez un patient, le musicien Johnny Ray. Après l’accident vasculaire cérébral, Johnny a perdu la capacité de bouger. Mais grâce à l'implantation, il a appris à déplacer le curseur en imaginant seulement le mouvement de ses mains.
À la suite des scientifiques, l’idée de créer une interface neuronale a été reprise par de grandes entreprises et des startups. Facebook et Elon Musk ont déjà annoncé leur intention de développer un système permettant de contrôler des objets grâce au pouvoir de la pensée. Certains fondent leurs espoirs sur les interfaces neuronales : les technologies permettront aux personnes handicapées de restaurer les fonctions perdues, d'améliorer la rééducation d'une personne ayant subi un accident vasculaire cérébral ou un traumatisme crânien. D’autres sont sceptiques quant à de telles évolutions, estimant que leur utilisation pose de nombreux problèmes juridiques et éthiques.
Quoi qu'il en soit, il existe un nombre suffisant de grands acteurs sur le marché. Si vous croyez , certains développements ont déjà été abandonnés, mais les autres sont assez populaires et abordables.
Qu’est-ce qu’une interface neuronale et en quoi peut-elle être utile ?
Types d'ondes cérébrales
Une interface neuronale est un système d'échange d'informations entre le cerveau humain et un appareil électronique. Il s'agit d'une technologie qui permet à une personne d'interagir avec le monde extérieur sur la base de l'enregistrement de l'activité électrique du cerveau - un électroencéphalogramme (EEG). Le désir d’une personne d’effectuer une action se reflète dans les modifications de l’EEG, qui à son tour sont déchiffrées par l’ordinateur.
Les neurointerfaces peuvent être unidirectionnelles ou bidirectionnelles. Les premiers reçoivent des signaux du cerveau ou lui les envoient. Ce dernier peut envoyer et recevoir des signaux simultanément.
Il existe plusieurs méthodes pour mesurer les signaux cérébraux. Ils sont divisés en trois types.
- Non invasif. Des capteurs sont placés sur la tête pour mesurer les potentiels électriques générés par le cerveau (EEG) et le champ magnétique (MEG).
- Semi-invasif. Les électrodes sont placées sur la surface exposée du cerveau.
- Envahissant. Les microélectrodes sont placées directement dans le cortex cérébral, mesurant l'activité d'un seul neurone.
La principale caractéristique de l’interface neuronale est qu’elle vous permet de vous connecter directement au cerveau. Qu’est-ce que cela peut faire en pratique ? Les interfaces neuronales, par exemple, peuvent faciliter ou changer radicalement la vie des personnes paralysées. Certains ne peuvent ni écrire, ni bouger, ni parler. Mais en même temps, leur cerveau fonctionne bien. L’interface neuronale permettra à ces personnes d’effectuer certaines actions en lisant des intentions grâce à des électrodes connectées au cerveau.
Une autre option d'utilisation de l'interface neuronale a été inventée par des scientifiques américains qui ont développé une cyber-prothèse capable d'améliorer la mémoire humaine de 30 %. L'appareil génère des impulsions nerveuses qui aident le patient à créer de nouveaux souvenirs et à se souvenir des visages de ses proches. On s'attend à ce que ce développement aide à lutter contre la démence sénile, la maladie d'Alzheimer et d'autres problèmes de mémoire.
Outre la santé, les interfaces neuronales peuvent être utilisées pour le développement personnel d’une personne, pour le travail et le divertissement, ainsi que pour l’interaction avec les autres. Alors, quelles choses intéressantes la neurotechnologie peut-elle offrir dans ces domaines ?
Auto-perfection
Le domaine d'application le plus populaire des interfaces neuronales et de toutes sortes d'applications est peut-être le développement de toutes les capacités humaines. Diverses formations y sont consacrées, systèmes de développement des capacités mentales, systèmes de changement de comportement, systèmes de prévention du stress, du TDAH, systèmes de travail avec les états psycho-émotionnels, etc. Ce type d’activité a même son propre terme, « Brain fitness ».
Quelle est l’essence de l’idée ? À la suite de nombreuses études, des idées éprouvées se sont formées sur la manière dont telle ou telle activité cérébrale correspond aux états de la conscience humaine. Des algorithmes sont apparus pour déterminer le niveau d'attention, de concentration, de méditation et de relaxation mentale. Ajoutez à cela la capacité de lire l’EEG et l’électromyographie (EMG), et vous obtenez une image de l’état actuel d’une personne.
Et lorsqu'il faut apprendre à induire un état psycho-émotionnel spécifique, une personne s'entraîne à l'aide d'un appareil auquel une interface neuronale est connectée. Il existe un grand nombre de programmes pour visualiser l'EEG et les états psycho-émotionnels, nous ne les décrirons pas tous. L'entraînement pour appeler une personne à l'état de conscience requis est réalisé à l'aide de la technologie de biofeedback EEG (biofeedback basé sur l'électroencéphalographie).
À quoi cela ressemble en pratique : Les parents souhaitent améliorer les résultats scolaires de leur enfant et vaincre le TDAH (trouble d’hyperactivité avec déficit de l’attention). Pour ce faire, utilisez un programme spécial (par exemple, de ), en choisissant des préréglages pour entraîner les états souhaités : pleine conscience, concentration, relaxation, méditation, prévention de l'hyperconcentration. Sélectionnez un programme de formation de niveau de concentration. Et ils le lancent.
Le programme propose à l'enfant une formation dans laquelle il doit maintenir les ondes Alpha et Bêta au-dessus d'un certain niveau. Les vagues ne doivent pas descendre en dessous d'un certain niveau. Dans le même temps, le matériel vidéo sélectionné par les parents est diffusé dans la fenêtre du programme. Par exemple, votre dessin animé préféré. L'enfant regarde simplement le dessin animé, surveille les niveaux des ondes Alpha et Bêta et ne fait rien d'autre. Ensuite, le biofeedback entre en jeu. La tâche de l’enfant est de maintenir les niveaux Alpha et Bêta tout au long de la formation.
Si l'un des niveaux tombe en dessous de l'indicateur requis, le dessin animé est interrompu. Lors des premiers cours, l'enfant tentera de revenir de manière significative à l'état souhaité afin de regarder le dessin animé. Mais après un certain temps, le cerveau apprendra à revenir de manière indépendante à cet état s'il en sort (à condition que le dessin animé soit intéressant pour l'enfant et que l'état de visualisation soit « confortable » pour le cerveau). En conséquence, l'enfant développe la capacité d'induire l'état de concentration requis, ainsi que la capacité de maintenir sa concentration à un certain niveau.
Cela a l’air effrayant, mais ne vous précipitez pas pour avoir peur et appeler les autorités de tutelle. Il existe également des solutions plus simples basées sur des jeux. Par exemple, de NeuroSky. La tâche du joueur est de faire en sorte que la fourmi pousse un objet vers elle dans la fourmilière. Mais pour que la fourmi bouge sans s'arrêter, il est nécessaire de maintenir un certain niveau de concentration au-dessus d'un certain point sur l'échelle correspondante.
Lorsque vous vous concentrez sur le processus, la fourmi pousse l'objet. Dès que le niveau de concentration baisse, la fourmi s'arrête et vous perdez du temps, ce qui dégrade votre résultat. À chaque niveau, le jeu devient plus difficile à mesure que le niveau de concentration requis augmente. Il existe également des distractions supplémentaires.
Grâce à un entraînement régulier, l'utilisateur développe la capacité à maintenir un niveau de concentration et d'attention sur la tâche à accomplir, quelles que soient les distractions externes ou internes. Ici, tout est comme dans le sport, il est impossible d'avoir un corps athlétique en allant plusieurs fois au centre de fitness ou en mangeant une boîte de protéines. Des recherches dans le domaine du biofeedback EEG ont montré que les résultats d'un tel entraînement n'apparaissent qu'après 20 jours de séances régulières de 20 minutes chacune.
divertissement
Les neuroheadsets offrent également l’occasion de s’amuser. Mais tous les jeux et applications de divertissement sont aussi des outils d’auto-développement. Lorsque vous jouez à des jeux via une interface neuronale, vous utilisez les états conscients de votre conscience pour contrôler les personnages. Et ainsi apprendre à les contrôler.
Le jeu multijoueur Throw Trucks With Your Mind a fait beaucoup de bruit à l’époque. Le personnage est contrôlé selon le schéma standard du jeu de tir à la première personne, mais vous ne pouvez combattre d'autres joueurs qu'avec l'aide d'efforts mentaux. Pour ce faire, les paramètres de concentration et de méditation du joueur sont affichés sur le moniteur de jeu.
Pour lancer une boîte, un camion ou tout autre objet de l'environnement du jeu sur un adversaire, vous devez le soulever dans les airs en utilisant votre puissance mentale, puis le lancer sur l'adversaire. Il peut également « voler » vers vous, de sorte que celui qui utilise le plus efficacement sa capacité de concentration et de méditation remporte l'escarmouche. C’était très excitant de se battre avec le pouvoir de l’esprit contre de vrais adversaires. Parmi les jeux les plus récents, on peut citer de MyndPlay.
Les fabricants proposent également des options de jeu plus silencieuses. Par exemple, plusieurs applications de jeux populaires à la fois. Il convient également de mentionner le jeu MyndPlay . C'est simple : il faut réussir trois tirs d'arc et marquer le maximum de points. Pour chaque tir, vous pouvez obtenir jusqu'à 10 points. À l'aide de visuels, le jeu vous plonge dans son environnement, après quoi votre personnage peut commencer à viser la cible. Un indicateur de niveau de concentration apparaît dans la fenêtre du joueur. Plus la concentration est élevée, plus la flèche se rapprochera du dix. Le deuxième coup vous oblige à entrer dans un état de méditation pour frapper. Le troisième coup demandera à nouveau de la concentration. C’est ainsi que le jeu démontre clairement les capacités intéressantes des interfaces neuronales.
En plus des jeux, il existe également des neurofilms interactifs. Imaginez : vous vous êtes assis sur le canapé, avez mis un casque et avez allumé un film interactif sur les patineurs. À un moment donné, il arrive un moment où le patineur a accéléré et est sur le point de sauter. À ce stade, vous devez devenir vous-même un patineur afin de vous concentrer sur le saut et de maintenir le niveau de concentration de conscience jusqu'à ce que le personnage termine le saut. Avec une concentration suffisante (comparable à la vie réelle et au niveau qui sera nécessaire dans la réalité), le patineur du film réussira le saut et l'intrigue passera au prochain fork interactif. Si la concentration était moyenne, alors le patineur tomberait et le film suivrait un scénario différent.
Déjà filmé de la même manière dans le style de Guy Ritchie, ainsi que plusieurs autres films. En fait, l’intrigue et la fin du film dépendent directement de vos efforts. Et ça a l'air très intéressant.
Logique simple et ramifiée de développement de l'intrigue
Application au travail
Outre les programmes de formation et de divertissement, les développeurs ont créé un grand nombre d'applications destinées à un usage professionnel. Un exemple est le programme MindRec, qui a été créé pour les psychologues médicaux, sportifs, ordinaires et les psychologues travaillant avec des représentants des forces de l'ordre.
Comment est-ce utilisé? La personne met un neuroheadset, le psychologue lance le programme et commence la séance. Au cours de la séance, les informations suivantes sont surveillées et enregistrées dans la mémoire de l'ordinateur, à savoir : niveau de concentration, d'attention, niveau de méditation, signal EEG brut, dans plusieurs types de visualisation en même temps, dans la plage de 0 à 70 Hz. . Signaux divisés en gammes de fréquences qui constituent le spectre du signal principal. La répartition se fait en 8 plages : Delta, Theta, Low Alpha, High Alpha, Low Beta, High Beta, Low Gamma, High Gamma. Si nécessaire, des enregistrements audio et vidéo des actions du psychologue sont réalisés.
Le matériel enregistré peut être révisé, en voyant tout ce qui a été affiché en temps réel pendant la session. Si le psychologue n'a pas remarqué quelque chose tout de suite, lors de la réétude de la séance ou de la formation, il peut étudier les modifications des réactions des ondes cérébrales et les comparer avec des informations audiovisuelles. Il s’agit d’un outil très précieux pour tout spécialiste du domaine.
Une autre option est le neuromarketing. Le neuroheadset vous permet de mener des recherches marketing car il montre la réponse émotionnelle d’une personne à certains stimuli marketing. C'est beaucoup plus efficace, car lors des enquêtes et des questionnaires, les gens ne sont pas toujours honnêtes dans leurs réponses. Et la neuroétude vous aidera à voir la vraie réponse, honnête et impartiale. En réunissant un groupe de discussion et en effectuant des tests à l'aide d'un neuroheadset, vous pouvez obtenir des résultats aussi proches que possible de la réalité.
Interaction avec des appareils externes
Un autre domaine intéressant du travail avec les neuroheadsets est le contrôle à distance des appareils externes. Les jeux de course, par exemple, très appréciés des enfants, permettent de s'affronter entre deux, trois ou quatre participants. Voici un exemple bien connu de tels jeux :
Voulez-vous jouer avec autre chose ? S'il vous plaît, voici d'autres développements qui sont également devenus populaires.
Puzzlebox Orbite Hélicoptère
Un hélicoptère jouet contrôlé par le pouvoir de la pensée. La version standard vous permet de contrôler l'altitude de vol de l'hélicoptère, mais il existe de nombreux modules complémentaires qui transforment ce jouet en une puissante machine de fitness cérébral. Revoir .
Lampe Zen
La lampe reflète votre état psycho-émotionnel sous la forme d'une lueur d'une certaine couleur. Idéal pour développer les compétences de méditation.
Entraîneur de force II
La petite chose la plus amusante. Crée une image holographique de l'environnement du jeu et des objets à l'intérieur d'une pyramide transparente. Et le joueur, à l'aide de commandes cérébrales, contrôle ces objets.
Nécomimi
Les jolies oreilles de chat sont devenues un succès dans le monde entier. L'appareil est totalement autonome et ne nécessite pas de connexion à un ordinateur ou un smartphone. L'utilisateur met les oreilles, les allume et a la possibilité de démontrer son humeur (état psycho-émotionnel) en bougeant ces oreilles. Au fait, un produit similaire, , n'est pas devenu populaire même dans son pays natal, le Japon. Où le casque a été inséré dans ce cas, vous pouvez le découvrir par vous-même.
Neuro-casque - divertissement ou outil utile ?
En lisant l'article, il peut sembler que les interfaces neuronales et les casques sont principalement destinés à divertir une personne ou à amuser sa détresse émotionnelle. Cependant, ce n’est absolument pas vrai. Un casque neurologique, associé à un logiciel approprié, pourrait bien aider à développer un membre après une blessure grave et réduire les conséquences négatives de blessures graves. C’est pourquoi les scientifiques utilisent activement la neurotechnologie pour aider les gens.
Par exemple, en 2016, des scientifiques américains de l’Université Johns Hopkins ont créé une interface neuronale permettant de contrôler les doigts individuels d’une prothèse biomécanique. Un an plus tard, leurs collègues autrichiens de l’Université de Graz ont développé un système d’écriture musicale utilisant le pouvoir de la pensée. Il est conçu pour les personnes handicapées douées musicalement.
Spécialistes de l'Université de Californie utilisant une interface neuronale, la stimulation et la suspension neuromusculaires paralysé de la taille aux pieds. Et des chercheurs brésiliens, en collaboration avec des collègues des États-Unis, de Suisse et d'Allemagne, ont pu partiellement chez des patients utilisant une interface neuronale, la réalité virtuelle et un exosquelette. Des développements sont également en cours pour interagir avec les patients atteints du syndrome de verrouillage. La technologie aidera à identifier ces patients, à communiquer avec eux et à rétablir le contrôle sur leur corps.
Facebook a commencé à travailler sur une interface neuronale non invasive qui aidera les utilisateurs à taper sans clavier. Nissan a développé une interface cerveau-machine permettant de lire les pensées pendant la conduite afin d'améliorer les temps de réaction. Et Elon Musk veut même connecter le cerveau à un ordinateur pour éviter de conquérir le monde par l’intelligence artificielle.
Les entreprises russes ne peuvent pas encore se vanter de nombreuses réalisations dans le domaine des neurotechnologies. Cependant, Rostec a récemment présenté un échantillon de pré-production d'un appareil qui permettra d'échanger des informations entre le cerveau et un appareil externe. Le casque a été développé par l'Institut des machines de contrôle électronique (INEUM) du nom. IS Brook. On suppose que l'interface neuronale permettra de contrôler des appareils électroniques et électromécaniques : prothèses, véhicules.
Qu’attend le marché des interfaces neuronales ?
selon , le marché mondial des interfaces informatiques atteindra 2022 milliard de dollars d’ici 1,72. Aujourd'hui, le principal domaine d'application des interfaces neuronales est la médecine, mais les domaines du divertissement, ainsi que les domaines militaire et industriel, se développent activement. Un neuro-casque pour contrôler un robot de combat n'est plus seulement un doux fantasme de gens intellectuels en uniforme, mais un problème tout à fait résoluble.
Étant donné que les casques neuronaux offrent un environnement ouvert permettant de créer son propre logiciel, la neuroprogrammation privée se développe également. Par exemple, l'un des leaders du marché, NeuroSky, est disponible gratuitement pour les développeurs. Et en conséquence, de plus en plus d’applications apparaissent qui utilisent les capacités de cette plateforme.
Notons que l’initiative visant à introduire à grande échelle des interfaces neuronales et des puces cérébrales se heurte non seulement à des soutiens, mais aussi à des critiques. D’une part, les interfaces neuronales peuvent améliorer le traitement des traumatismes crâniens, de la paralysie, de l’épilepsie ou de la schizophrénie. D’un autre côté, ces technologies peuvent exacerber les inégalités sociales.
Certains craignent qu'il n'existe actuellement aucune base juridique ou éthique pour introduire des électrodes chez une personne en bonne santé. De plus, l'interface neuronale peut faire du cerveau humain un objet dans lequel les gouvernements, les annonceurs, les pirates informatiques, les reptiliens et d'autres individus voudront pénétrer, ce dont une personne normale ne sera probablement pas satisfaite. Et en général, l'interface neuronale et les casques peuvent modifier les caractéristiques d'une personne, affecter son psychisme et son activité en tant qu'individu et fausser la compréhension des personnes en tant qu'êtres physiologiques.
De manière générale, il est clair que les neurotechnologies continueront à se développer. Mais il est impossible de prédire quand ils deviendront véritablement accessibles et encore plus efficaces.
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Source: habr.com