Több mint 100 évvel ezelőtt a tudósok érdeklődtek az agy képességei iránt, és megpróbálták megérteni, hogy lehetséges-e valamilyen módon befolyásolni azt. 1875-ben Richard Cato angol orvos gyenge elektromos mezőt tudott kimutatni nyulak és majmok agyának felszínén. Aztán sok felfedezés és kutatás történt, de csak 1950-ben a Yale Egyetem fiziológiai professzora, Jose Manuel Rodriguez Delgado feltalálta a Stimosiver készüléket, amelyet be lehetett ültetni az agyba, és amelyet rádiójelekkel irányítottak.
A kiképzést majmokon és macskákon tartották. Így az agy egy bizonyos területének stimulálása beültetett elektródán keresztül arra késztette a macskát, hogy felemelje a hátsó mancsát. Delgado szerint az állat nem mutatott kellemetlen érzést az ilyen kísérletek során.
És 13 évvel később a tudós töltött - stimoseivereket ültetett be egy bika agyába, és egy hordozható adón keresztül irányította azt.
Így kezdődött a neurális interfészek és technológiák korszaka, amelyek képesek növelni az emberi biológiai képességeket. Már 1972-ben forgalomba került egy cochleáris implantátum, amely a hangot elektromos jellé alakította át, továbbította az agyba, és valóban lehetővé tette a súlyos hallássérült emberek számára a hallást. És 1973-ban használták először hivatalosan az „agy-számítógép interfész” kifejezést. 1998-ban Philip Kennedy tudós beültette az első idegi interfészt egy páciensbe, Johnny Ray zenészbe. A stroke után Johnny elvesztette mozgásképességét. De a beültetésnek köszönhetően megtanulta mozgatni a kurzort úgy, hogy csak elképzelte a keze mozgását.
A tudósok nyomán a neurális interfész létrehozásának ötletét nagy üzleti társaságok és startupok vették fel. A Facebook és Elon Musk már bejelentette azon szándékukat, hogy olyan rendszert fejlesztenek ki, amely segít a gondolat erejével irányítani a tárgyakat. Vannak, akik az idegi interfészekhez fűzik reményeiket – a technológiák lehetővé teszik a fogyatékkal élők számára, hogy helyreállítsák az elveszett funkciókat, javítsák a stroke-on vagy traumás agysérülésen átesett személyek rehabilitációját. Mások szkeptikusak az ilyen fejlesztésekkel kapcsolatban, mivel úgy vélik, hogy használatuk jogi és etikai problémákkal jár.
Bárhogy is legyen, a piacon kellő számú nagy szereplő van. Ha hiszel , néhány fejlesztést már leállítottak, de a többi meglehetősen népszerű és megfizethető.
Mi az a neurális interfész, és hogyan lehet hasznos?
Az agyhullámok típusai
A neurális interfész az emberi agy és egy elektronikus eszköz közötti információcserére szolgáló rendszer. Ez egy olyan technológia, amely lehetővé teszi a személy számára, hogy kapcsolatba lépjen a külvilággal az agy elektromos aktivitásának rögzítése alapján - egy elektroencefalogram (EEG). Egy személy vágya, hogy valamilyen műveletet hajtson végre, az EEG változásaiban tükröződik, amelyet viszont a számítógép megfejt.
A neurointerfészek lehetnek egyirányúak vagy kétirányúak. Az előbbi vagy jeleket kap az agytól, vagy küldi el azokat. Ez utóbbi egyidejűleg képes jeleket küldeni és fogadni.
Számos módszer létezik az agyi jelek mérésére. Három típusra oszthatók.
- nem invazív. Az agy (EEG) és a mágneses mező (MEG) által generált elektromos potenciál mérésére érzékelőket helyeznek el a fejen.
- Félig invazív. Az elektródákat az agy szabad felületére helyezik.
- Invazív. A mikroelektródákat közvetlenül az agykéregbe helyezik, egyetlen neuron aktivitását mérve.
Az idegi interfész legfontosabb jellemzője, hogy lehetővé teszi az agyhoz való közvetlen kapcsolódást. Mit tehet ez a gyakorlatban? A neurális interfészek például megkönnyíthetik vagy gyökeresen megváltoztathatják a bénult emberek életét. Vannak, akik nem tudnak írni, mozogni vagy beszélni. De ugyanakkor az agyuk eléggé működik. Az idegi interfész lehetővé teszi ezeknek az embereknek, hogy bizonyos műveleteket hajtsanak végre úgy, hogy az agyhoz csatlakoztatott elektródák segítségével leolvassák a szándékokat.
A neurális interfész használatának egy másik lehetőségét amerikai tudósok találták ki, akik olyan kiberprotézist fejlesztettek ki, amely képes 30%-kal javítani az emberi memóriát. A készülék idegi impulzusokat generál, amelyek segítik a pácienst új emlékek kialakításában és a hozzátartozók arcának emlékezésében. A fejlesztés várhatóan segíteni fog a szenilis demencia, az Alzheimer-kór és más memóriaproblémák leküzdésében.
Az egészség mellett az idegi interfészek felhasználhatók az ember személyes fejlődésére, munkára és szórakozásra, valamint másokkal való interakcióra. Szóval, milyen érdekességet tud nyújtani a neurotechnológia ezeken a területeken?
önkultiválás
A neurális interfészek és mindenféle alkalmazás talán legnépszerűbb alkalmazási területe bármilyen emberi képesség fejlesztése. Különféle tréningeket szentelnek ennek, mentális képességeket fejlesztő rendszerek, viselkedésváltoztató rendszerek, stressz-megelőző rendszerek, ADHD, pszicho-érzelmi állapotokkal való munkavégzésre szolgáló rendszerek stb. Ennek a tevékenységtípusnak még saját kifejezése is van: „Agyi fitnesz”.
Mi az ötlet lényege? Számos tanulmány eredményeként néhány bizonyított elképzelés született arról, hogy ez vagy az agyi tevékenység hogyan felel meg az emberi tudatállapotoknak. Algoritmusok jelentek meg a figyelmesség, a koncentráció és a meditáció, valamint a mentális relaxáció szintjének meghatározására. Ha ehhez hozzáadjuk az EEG és az elektromiográfia (EMG) leolvasásának képességét, az eredmény egy kép az ember aktuális állapotáról.
És amikor meg kell tanulnia egy adott pszicho-érzelmi állapot előidézését, az ember egy olyan eszköz segítségével képezi magát, amelyhez egy neurális interfész csatlakozik. Nagyon sok program létezik az EEG és a pszicho-érzelmi állapotok megjelenítésére, nem írjuk le mindegyiket. A személy kívánt tudatállapotba való behívására szolgáló képzés biofeedback EEG technológiával (elektroencefalográfián alapuló biofeedback) történik.
Hogyan néz ki a gyakorlatban: A szülők szeretnék javítani gyermekük tanulmányi teljesítményét és leküzdeni az ADHD-t (figyelemhiányos hiperaktivitási rendellenesség). Ehhez használjon egy speciális programot (például a ), előre beállított beállítások kiválasztása a kívánt állapotok edzéséhez: mindfulness, koncentráció, relaxáció, meditáció, hiperkoncentráció megelőzése. Válasszon koncentrációs szintű képzési programot. És elindítják.
A program olyan képzést kínál a gyermeknek, amelyben egy bizonyos szint felett kell tartania az alfa és béta hullámokat. A hullámok nem eshetnek egy bizonyos szint alá. Ezzel egyidejűleg a szülők által kiválasztott videóanyag lejátszásra kerül a műsorablakban. Például a kedvenc rajzfilmje. A gyerek egyszerűen nézi a rajzfilmet, figyeli az alfa és béta hullámok szintjét, és nem tesz mást. Ezután a biofeedback kerül szóba. A gyermek feladata az Alfa és Béta szint fenntartása a képzés során.
Ha az egyik szint a szükséges mutató alá esik, a rajzfilm megszakad. Az első órákon a gyermek megpróbál értelmesen visszatérni a kívánt állapotba, hogy megnézze a rajzfilmet. De egy idő után az agy megtanul önállóan visszatérni ebbe az állapotba, ha kiesik belőle (feltéve, hogy a rajzfilm érdekes a gyermek számára, és a nézési állapot „kényelmes” az agy számára). Ennek eredményeként a gyermekben kialakul a koncentráció szükséges állapotának előidézésének képessége, valamint a koncentráció bizonyos szinten tartása.
Ijesztőnek tűnik, de ne rohanjon megijedni, és hívja a gyámhatóságot. Vannak egyszerűbb, játékokra épülő megoldások is. Például, a NeuroSky-től. A játékos feladata, hogy rávegye a hangyát, hogy maga felé lökjön egy tárgyat a hangyabolyba. De ahhoz, hogy a hangya megállás nélkül mozoghasson, fenn kell tartani egy bizonyos koncentrációt a megfelelő skála egy bizonyos pontja felett.
Amikor a folyamatra koncentrálsz, a hangya löki a tárgyat. Amint a koncentráció szintje lecsökken, a hangya leáll, és időt veszítesz, ami rontja az eredményt. Minden szinten a játék egyre nehezebbé válik, ahogy a koncentráció szükséges szintje növekszik. Vannak további zavaró tényezők is.
A rendszeres edzés eredményeként a felhasználóban kialakul az a képesség, hogy a külső vagy belső zavaró tényezőktől függetlenül fenntartsa a koncentrációt és a figyelmet az adott feladatra. Itt minden olyan, mint a sportban, nem lehet sportos testet szerezni úgy, hogy párszor elmegyünk a fitneszterembe, vagy elfogyasztunk egy doboz fehérjét. A biofeedback EEG területén végzett kutatások kimutatták, hogy az ilyen jellegű edzés eredményei csak 20 napos rendszeres, egyenként 20 perces edzés után jelennek meg.
szórakozás
A neuroheadsetek a szórakozásra is lehetőséget adnak. De minden játék és szórakoztató alkalmazás az önfejlesztés eszköze is. Amikor egy neurális interfészen keresztül játszol, tudatod tudatos állapotait használod a karakterek irányítására. És így tanulja meg irányítani őket.
A Throw Trucks With Your Mind többszereplős játék nagy zajt keltett annak idején. A karaktert a szokásos első személyű lövöldözős séma szerint irányítják, de más játékosokkal csak mentális erőfeszítések segítségével lehet harcolni. Ehhez a játék monitorán megjelennek a játékos koncentrációs és meditációs paraméterei.
Ahhoz, hogy egy dobozt, teherautót vagy bármilyen más tárgyat a játék környezetéből az ellenfél felé dobjon, mentális erővel a levegőbe kell emelnie, majd az ellenfél felé dobnia. Ez is „repülhet” hozzád, így az nyeri a csetepatékot, aki hatékonyabban használja ki a koncentráló és meditációs képességét. Nagyon izgalmas volt az elme erejével küzdeni igazi ellenfelek ellen. Az újabb játékok közül említhetjük meg a MyndPlay-től.
A gyártók csendesebb játéklehetőségeket is kínálnak. Például, több népszerű játékalkalmazás egyszerre. Érdemes megemlíteni a MyndPlay játékot is . Ez egyszerű: három lövést kell végrehajtania egy íjból, és a maximális pontszámot kell elérnie. Minden lövésért 10 pontot kaphat. A játék látványelemek segítségével elmerül a környezetében, ami után karakterünk elkezdhet célozni a célpontra. A lejátszó ablakában megjelenik a koncentrációszint jelzője. Minél nagyobb a koncentráció, annál közelebb kerül a tízhez a nyíl. A második lövés megköveteli, hogy meditációs állapotba lépjen az ütéshez. A harmadik lövés ismét koncentrációt igényel. Így a játék egyértelműen demonstrálja a neurális interfészek érdekes képességeit.
A játékok mellett interaktív neurofilmek is vannak. Képzeld el: leültél a kanapéra, felvettél egy headsetet, és bekapcsoltál egy interaktív filmet a korcsolyázókról. Valamikor eljön egy pillanat, amikor a korcsolyázó felgyorsult és ugrásra készül. Ezen a ponton önmaga korcsolyázóvá kell válnia, hogy az ugrásra koncentrálhasson, és fenntartsa a tudatosság koncentrációs szintjét, amíg a karakter be nem fejezi az ugrást. Elegendő koncentrációval (hasonlítható a való élethez és a valóságban szükséges szinthez) a filmben szereplő korcsolyázó sikeresen végrehajtja az ugrást, és a cselekmény továbblép a következő interaktív elágazáshoz. Ha a koncentráció ilyen-olyan volt, akkor a korcsolyázó elesik, és a film más történetszálat követ.
Már forgatták is hasonló módon Guy Ritchie stílusában, valamint számos más filmben. Valójában a film cselekménye és vége közvetlenül az erőfeszítéseidtől függ. És nagyon érdekesnek tűnik.
A cselekményfejlődés egyszerű és elágazó logikája
Alkalmazás a munkahelyen
A képzési és szórakoztató programok mellett a fejlesztők számos professzionális felhasználásra szánt alkalmazást készítettek. Példa erre a MindRec program, amelyet orvosi, sport-, hétköznapi pszichológusok és a rendvédelmi szervek képviselőivel dolgozó pszichológusok számára hoztak létre.
Hogyan használják? A személy felvesz egy neuroheadsetet, a pszichológus elindítja a programot és megkezdi a munkamenetet. A munkamenet során a következő információkat figyeljük és rögzítjük a számítógép memóriájában, nevezetesen: koncentráció szint, figyelmesség, meditáció szintje, nyers EEG jel, többféle vizualizációban egyszerre, 0-70 Hz tartományban . A jelek frekvenciatartományokra osztva, amelyek a fő jel spektrumát alkotják. A bontás 8 tartományra oszlik: Delta, Théta, Alacsony alfa, Magas Alfa, Alacsony béta, Magas Béta, Alacsony gamma, Magas Gamma. Szükség esetén hang- és képfelvétel készül a pszichológus tevékenységéről.
A rögzített anyag áttekinthető, minden valós időben látható, ami a munkamenet során megjelent. Ha a pszichológus valamit nem vett észre azonnal, akkor a foglalkozás vagy az edzés újratanulmányozása során tanulmányozhatja az agyhullám-reakciók változásait, és összehasonlíthatja azokat audiovizuális információkkal. Ez egy nagyon értékes eszköz a terület bármely szakembere számára.
Egy másik lehetőség a neuromarketing. A neuroheadset lehetővé teszi marketingkutatás elvégzését, mert megmutatja az ember érzelmi reakcióját bizonyos marketingingerekre. Ez sokkal hatékonyabb, mivel a felmérések és kérdőívek során az emberek nem mindig őszinték a válaszaikban. Az idegkutatás pedig segít meglátni a valódi választ, őszintén és pártatlanul. Fókuszcsoport összeállításával és neuroheadset segítségével végzett teszteléssel olyan eredményeket kaphat, amelyek a lehető legközelebb állnak a valósághoz.
Kölcsönhatás külső eszközökkel
A neuroheadsettel való munka másik érdekes területe a külső eszközök távvezérlése. A gyerekek körében nagyon népszerűek például azok a versenyjátékok, amelyek két, három és négy résztvevő közötti versenyt tesznek lehetővé. Íme egy jól ismert példa az ilyen játékokra:
Szeretnél valami mással játszani? Kérem, itt vannak más fejlesztések is, amelyek szintén népszerűvé váltak.
Puzzlebox Orbit Helikopter
Játékhelikopter, amelyet a gondolat ereje irányít. A szabványos verzió lehetővé teszi a helikopter repülési magasságának szabályozását, de számos kiegészítő létezik, amelyek ezt a játékot erőteljes agyi fitneszgéppé varázsolják. Felülvizsgálat .
Zen lámpa
A lámpa egy bizonyos színű izzás formájában tükrözi pszicho-érzelmi állapotát. Ideális a meditációs készségek fejlesztéséhez.
Force Trainer II
A legmulatságosabb kis dolog. Holografikus képet hoz létre a játék környezetéről és a tárgyakról egy átlátszó piramisban. A játékos pedig agyi parancsok segítségével irányítja ezeket a tárgyakat.
Necomimi
Az aranyos macskafülek az egész világon slágerré váltak. A készülék teljesen önellátó, nem igényel számítógéphez vagy okostelefonhoz való csatlakozást. A felhasználó felveszi a fülét, bekapcsolja, és lehetőséget kap hangulatának (pszicho-érzelmi állapotának) bemutatására a fülek mozgatásával. Egyébként egy hasonló termék, , még hazájában, Japánban sem vált népszerűvé. Ebben az esetben hová helyezték be a headsetet, maga is kitalálhatja.
Neuro-headset – szórakozás vagy hasznos eszköz?
A cikk olvasása közben úgy tűnhet, hogy a neurális interfészek és headsetek főként egy személy szórakoztatására vagy érzelmi szorongásának szórakoztatására szolgálnak. Ez azonban egyáltalán nem igaz. A megfelelő szoftverrel párosított neuroheadset segítheti a végtag fejlődését súlyos sérülés után, és csökkentheti a súlyos sérülések negatív következményeit. Ezért a tudósok aktívan használják a neurotechnológiát az emberek megsegítésére.
Például 2016-ban a Johns Hopkins Egyetem amerikai tudósai létrehoztak egy neurális interfészt, amely segít egy biomechanikus protézis egyes ujjainak vezérlésében. Egy évvel később osztrák kollégáik a Grazi Egyetemről kidolgoztak egy rendszert a zeneírás gondolati erejével. Zenei tehetségű, fogyatékkal élő emberek számára készült.
A Kaliforniai Egyetem szakemberei neurális interfészt, neuromuszkuláris stimulációt és felfüggesztést használnak deréktól lefelé lebénult. A brazil kutatók pedig az USA-ból, Svájcból és Németországból érkezett kollégákkal együtt részben képesek voltak erre neurális interfészt, virtuális valóságot és exoskeletont használó betegeknél. Fejlesztések folynak a bezárt szindrómában szenvedő betegekkel való interakció érdekében is. A technológia segít azonosítani az ilyen betegeket, kommunikálni velük, és visszaállítani az irányítást a test felett.
A Facebook megkezdte a munkát egy non-invazív neurális interfészen, amely segít a felhasználóknak billentyűzet nélkül gépelni. A Nissan egy agy-gép interfészt fejlesztett ki a gondolatok vezetés közbeni olvasására a reakcióidő javítása érdekében. Elon Musk pedig még az agyat is össze akarja kötni egy számítógéppel, hogy elkerülje a mesterséges intelligencia általi uralmat.
Az orosz vállalatok még nem büszkélkedhetnek sok eredménnyel a neurotechnológiák területén. A Rostec azonban a közelmúltban bemutatott egy olyan eszköz gyártás előtti mintáját, amely segíti az információcserét az agy és egy külső eszköz között. A sisakot a róla elnevezett Institute of Electronic Control Machines (INEUM) fejlesztette ki. I. S. Brook. Feltételezzük, hogy a neurális interfész lehetővé teszi az elektronikus és elektromechanikus eszközök vezérlését: protézisek, járművek.
Mi vár a neurális interfészek piacára?
Szerint , a számítógépes interfészek globális piaca 2022-re eléri az 1,72 milliárd dollárt. Jelenleg az idegi interfészek fő alkalmazási területe az orvostudomány, de a szórakoztató területek, valamint a katonai és ipari szféra aktívan fejlődik. A harci robot irányítására szolgáló neuro-headset már nem csak egyenruhások egyenruhások édes fantáziája, hanem teljesen megoldható probléma.
Tekintettel arra, hogy a neurális headsetek nyitott környezetet kínálnak, amellyel saját szoftvereket is létrehozhatunk, a privát neuroprogramozás is fejlődik. Például, az egyik piacvezető NeuroSky a fejlesztők számára teljesen ingyenes. Ennek eredményeként pedig egyre több olyan alkalmazás jelenik meg, amely ennek a platformnak a képességeit használja.
Vegyük észre, hogy a neurális interfészek és agychipek széles körű bevezetésére irányuló kezdeményezés nemcsak támogatást, hanem kritikát is kap. Egyrészt az idegi interfészek javíthatják a traumás agysérülések, bénulás, epilepszia vagy skizofrénia kezelését. Másrészt az ilyen technológiák súlyosbíthatják a társadalmi egyenlőtlenséget.
Aggodalomra ad okot, hogy jelenleg nincs jogi vagy etikai alapja az elektródák egészséges emberbe való bejuttatásának. Ezenkívül a neurális interfész olyan tárggyá teheti az emberi agyat, amelybe a kormányok, a hirdetők, a hackerek, a hüllők és más egyének be akarnak majd hatolni, aminek egy normális ember valószínűleg nem örülne. Általánosságban elmondható, hogy az idegi interfész és a fejhallgatók megváltoztathatják az ember tulajdonságait, befolyásolhatják pszichéjét és egyéni tevékenységét, és torzíthatják az emberek fiziológiai lényekként való megértését.
Általában véve egyértelmű, hogy a neurotechnológiák tovább fognak fejlődni. De lehetetlen megjósolni, mikor válnak igazán hozzáférhetővé és még hatékonyabbá.
Mi érdekes még a blogon?
→
→
→
→
→
Forrás: will.com