Lebih dari 100 tahun yang lalu, para ilmuwan tertarik pada kemampuan otak dan mencoba memahami apakah mungkin untuk mempengaruhinya. Pada tahun 1875, dokter Inggris Richard Cato mampu mendeteksi medan listrik lemah pada permukaan otak kelinci dan monyet. Kemudian banyak penemuan dan penelitian, namun baru pada tahun 1950, profesor fisiologi Universitas Yale Jose Manuel Rodriguez Delgado menemukan perangkat Stimosiver, yang dapat ditanamkan ke otak dan dikendalikan menggunakan sinyal radio.
Pelatihan dilakukan pada monyet dan kucing. Jadi, rangsangan pada area otak tertentu melalui elektroda yang ditanamkan menyebabkan kucing mengangkat kaki belakangnya. Menurut Delgado, hewan tersebut tidak menunjukkan tanda-tanda ketidaknyamanan selama percobaan tersebut.
Dan 13 tahun kemudian, ilmuwan tersebut menghabiskan waktu — menanamkan perangsang ke dalam otak banteng dan mengendalikannya melalui pemancar portabel.
Maka dimulailah era antarmuka saraf dan teknologi yang mampu meningkatkan kemampuan biologis manusia. Sudah pada tahun 1972, implan koklea mulai dijual, yang mengubah suara menjadi sinyal listrik, mengirimkannya ke otak dan benar-benar memungkinkan orang dengan gangguan pendengaran parah untuk mendengar. Dan pada tahun 1973, istilah “antarmuka otak-komputer” secara resmi digunakan untuk pertama kalinya. Pada tahun 1998, ilmuwan Philip Kennedy menanamkan antarmuka saraf pertama ke pasien, musisi Johnny Ray. Setelah stroke, Johnny kehilangan kemampuan untuk bergerak. Namun berkat implantasi, ia belajar menggerakkan kursor hanya dengan membayangkan gerakan tangannya.
Mengikuti para ilmuwan, ide untuk menciptakan antarmuka saraf diambil oleh perusahaan bisnis besar dan perusahaan rintisan. Facebook dan Elon Musk telah mengumumkan niat mereka untuk mengembangkan sistem yang akan membantu mengendalikan objek dengan kekuatan pikiran. Beberapa orang menaruh harapan mereka pada antarmuka saraf - teknologi akan memungkinkan penyandang disabilitas memulihkan fungsi yang hilang, meningkatkan rehabilitasi seseorang yang menderita stroke atau cedera otak traumatis. Pihak lain merasa skeptis terhadap perkembangan tersebut, karena percaya bahwa penggunaannya penuh dengan masalah hukum dan etika.
Meskipun demikian, terdapat cukup banyak pemain besar di pasar. Jika kamu percaya , beberapa pengembangan telah dihentikan, namun sisanya cukup populer dan terjangkau.
Apa itu antarmuka saraf dan apa manfaatnya?
Jenis Gelombang Otak
Antarmuka saraf adalah sistem untuk pertukaran informasi antara otak manusia dan perangkat elektronik. Ini adalah teknologi yang memungkinkan seseorang berinteraksi dengan dunia luar berdasarkan rekaman aktivitas listrik otak - sebuah electroencephalogram (EEG). Keinginan seseorang untuk melakukan suatu tindakan tercermin dalam perubahan EEG, yang selanjutnya diuraikan oleh komputer.
Neurointerface bisa searah atau dua arah. Yang pertama menerima sinyal dari otak atau mengirimkannya ke otak. Yang terakhir ini dapat mengirim dan menerima sinyal secara bersamaan.
Ada beberapa metode untuk mengukur sinyal otak. Mereka dibagi menjadi tiga jenis.
- non-invasif. Sensor ditempatkan di kepala untuk mengukur potensi listrik yang dihasilkan otak (EEG) dan medan magnet (MEG).
- Semi-invasif. Elektroda ditempatkan pada permukaan otak yang terbuka.
- Invasif. Mikroelektroda ditempatkan langsung ke korteks serebral, mengukur aktivitas satu neuron.
Fitur utama dari antarmuka saraf adalah memungkinkan Anda terhubung langsung ke otak. Apa yang dapat dilakukan hal ini dalam praktiknya? Antarmuka saraf, misalnya, dapat mempermudah atau mengubah kehidupan orang-orang yang lumpuh secara radikal. Beberapa tidak dapat menulis, bergerak atau berbicara. Tapi di saat yang sama, otak mereka cukup bekerja. Antarmuka saraf akan memungkinkan orang-orang ini melakukan tindakan tertentu dengan membaca niat menggunakan elektroda yang terhubung ke otak.
Pilihan lain untuk menggunakan antarmuka saraf ditemukan oleh ilmuwan Amerika yang mengembangkan prosthesis cyber yang mampu meningkatkan memori manusia sebesar 30%. Alat tersebut menghasilkan impuls saraf yang membantu pasien membentuk ingatan baru dan mengingat wajah kerabat. Pengembangan ini diharapkan dapat membantu melawan pikun, penyakit Alzheimer, dan masalah memori lainnya.
Selain untuk kesehatan, antarmuka saraf dapat digunakan untuk pengembangan pribadi seseorang, untuk pekerjaan dan hiburan, serta untuk interaksi dengan orang lain. Jadi, hal menarik apa yang bisa ditawarkan oleh neuroteknologi di bidang ini?
Kesempurnaan diri
Mungkin bidang penerapan antarmuka saraf dan semua jenis aplikasi yang paling populer adalah pengembangan kemampuan manusia apa pun. Berbagai pelatihan dikhususkan untuk hal ini, sistem untuk pengembangan kemampuan mental, sistem untuk mengubah perilaku, sistem untuk mencegah stres, ADHD, sistem untuk menangani keadaan psiko-emosional, dan sebagainya. Jenis kegiatan ini bahkan memiliki istilah tersendiri yaitu “Kebugaran Otak”.
Apa inti dari ide tersebut? Sebagai hasil dari banyak penelitian, beberapa gagasan yang terbukti telah terbentuk tentang bagaimana aktivitas otak tertentu berhubungan dengan keadaan kesadaran manusia. Algoritma telah muncul untuk menentukan tingkat perhatian, konsentrasi dan meditasi, serta relaksasi mental. Ditambah lagi kemampuan membaca EEG dan elektromiografi (EMG), dan hasilnya adalah gambaran keadaan seseorang saat ini.
Dan ketika Anda perlu mempelajari cara menginduksi keadaan psiko-emosional tertentu, seseorang melatih dirinya sendiri menggunakan perangkat yang terhubung dengan antarmuka saraf. Ada banyak sekali program untuk memvisualisasikan EEG dan keadaan psiko-emosional, kami tidak akan menjelaskan semuanya. Pelatihan untuk memanggil seseorang ke kondisi kesadaran yang diperlukan dilakukan dengan menggunakan teknologi biofeedback EEG (biofeedback berdasarkan electroencephalography).
Apa yang tampak dalam praktiknya: Orang tua ingin meningkatkan prestasi akademis anak mereka dan mengatasi ADHD (Attention Deficit Hyperactivity Disorder). Untuk melakukan ini, gunakan program khusus (misalnya, dari ), memilih preset untuk melatih kondisi yang diinginkan: perhatian, konsentrasi, relaksasi, meditasi, pencegahan hiperkonsentrasi. Pilih program pelatihan tingkat konsentrasi. Dan mereka meluncurkannya.
Program ini menawarkan pelatihan kepada anak di mana ia perlu menjaga gelombang Alfa dan Beta di atas tingkat tertentu. Gelombang tidak boleh turun di bawah tingkat tertentu. Pada saat yang sama, materi video yang dipilih oleh orang tua diputar di jendela program. Misalnya kartun favorit Anda. Anak tersebut hanya menonton kartun tersebut, memantau tingkat gelombang Alfa dan Beta dan tidak melakukan apa pun. Selanjutnya, biofeedback berperan. Tugas anak adalah mempertahankan tingkat Alfa dan Beta selama pelatihan.
Jika salah satu level turun di bawah indikator yang disyaratkan, kartun akan terganggu. Selama pelajaran pertama, anak akan mencoba untuk kembali ke keadaan yang diinginkan secara bermakna untuk menonton kartun. Namun setelah beberapa waktu, otak akan belajar untuk secara mandiri kembali ke keadaan ini jika ia terjatuh (asalkan kartun tersebut menarik bagi anak, dan keadaan menontonnya “nyaman” bagi otak). Akibatnya, anak mengembangkan kemampuan untuk menginduksi keadaan konsentrasi yang diperlukan, serta kemampuan untuk mempertahankan konsentrasi pada tingkat tertentu.
Kelihatannya menakutkan, tapi jangan buru-buru merasa takut dan menghubungi otoritas perwalian. Ada juga solusi sederhana berdasarkan permainan. Misalnya, dari NeuroSky. Tugas pemain adalah membuat semut mendorong suatu benda ke arahnya ke dalam sarang semut. Namun agar semut dapat bergerak tanpa henti, perlu dipertahankan tingkat konsentrasi tertentu di atas titik tertentu pada skala yang sesuai.
Saat Anda berkonsentrasi pada prosesnya, semut mendorong benda tersebut. Segera setelah tingkat konsentrasi turun, semut berhenti dan Anda membuang-buang waktu, sehingga memperburuk hasil Anda. Dengan setiap level, permainan menjadi lebih sulit seiring dengan meningkatnya tingkat konsentrasi yang dibutuhkan. Ada juga gangguan tambahan.
Sebagai hasil dari pelatihan rutin, pengguna mengembangkan kemampuan untuk mempertahankan tingkat konsentrasi dan perhatian pada tugas yang ada, terlepas dari gangguan eksternal atau internal. Di sini semuanya seperti dalam olahraga, tidak mungkin mendapatkan tubuh atletis dengan pergi ke pusat kebugaran beberapa kali atau makan sekaleng protein. Penelitian di bidang biofeedback EEG menunjukkan bahwa hasil dari pelatihan semacam ini hanya muncul setelah 20 hari sesi reguler yang masing-masing berdurasi 20 menit.
hiburan
Neuroheadset juga memberikan kesempatan untuk bersenang-senang. Namun semua aplikasi permainan dan hiburan juga merupakan sarana pengembangan diri. Saat bermain game melalui antarmuka saraf, Anda menggunakan keadaan sadar Anda untuk mengontrol karakter. Dan dengan demikian belajarlah mengendalikannya.
Game multipemain Throw Trucks With Your Mind membuat banyak keributan di masa lalu. Karakter dikendalikan sesuai dengan skema penembak orang pertama standar, tetapi Anda dapat melawan pemain lain hanya dengan bantuan upaya mental. Untuk melakukan ini, parameter konsentrasi dan meditasi pemain ditampilkan di monitor permainan.
Untuk melempar kotak, truk, atau benda lain dari lingkungan permainan ke arah lawan, Anda harus mengangkatnya ke udara menggunakan kekuatan mental dan kemudian melemparkannya ke arah lawan. Itu juga bisa "terbang" ke arah Anda, sehingga orang yang lebih efektif menggunakan kemampuan berkonsentrasi dan bermeditasi akan memenangkan pertempuran tersebut. Sangat mengasyikkan bertarung dengan kekuatan pikiran melawan lawan sungguhan. Di antara game-game terbaru yang dapat kami sebutkan dari MyndPlay.
Pabrikan juga menawarkan opsi permainan yang lebih tenang. Misalnya, beberapa aplikasi game populer sekaligus. Yang juga patut disebutkan adalah game MyndPlay . Sederhana saja: Anda perlu melepaskan tiga tembakan dari busur dan mencetak jumlah poin maksimum. Untuk setiap tembakan Anda bisa mendapatkan hingga 10 poin. Dengan menggunakan visual, game ini membenamkan Anda dalam lingkungannya, setelah itu karakter Anda dapat mulai membidik sasaran. Indikator tingkat konsentrasi muncul di jendela pemutar. Semakin tinggi konsentrasinya, semakin mendekati angka sepuluh anak panah akan mengenainya. Tembakan kedua mengharuskan Anda memasuki kondisi meditasi untuk memukul. Tembakan ketiga akan membutuhkan konsentrasi lagi. Beginilah cara game ini dengan jelas menunjukkan kemampuan menarik dari antarmuka saraf.
Selain permainan, ada juga neurofilm interaktif. Bayangkan: Anda duduk di sofa, memakai headset, dan memutar film interaktif tentang skater. Pada tahap tertentu, timbul momen ketika skater telah berakselerasi dan hendak melompat. Pada titik ini, Anda sendiri harus menjadi seorang skater agar dapat berkonsentrasi pada lompatan dan mempertahankan tingkat kesadaran konsentrasi hingga karakter menyelesaikan lompatan. Dengan konsentrasi yang cukup (sebanding dengan kehidupan nyata dan level yang dibutuhkan dalam kenyataan), skater dalam film akan berhasil melakukan lompatan dan alur cerita akan berpindah ke percabangan interaktif berikutnya. Jika konsentrasinya biasa-biasa saja, maka skaternya akan terjatuh, dan film akan mengikuti jalan cerita yang berbeda.
Sudah difilmkan dengan cara serupa ala Guy Ritchie, serta sejumlah film lainnya. Padahal, plot dan ending film secara langsung bergantung pada usaha Anda. Dan itu terlihat sangat menarik.
Logika pengembangan plot yang sederhana dan bercabang
Aplikasi di tempat kerja
Selain program pelatihan dan hiburan, pengembang telah menciptakan sejumlah besar aplikasi yang ditujukan untuk penggunaan profesional. Contohnya adalah program MindRec, yang diciptakan untuk psikolog medis, olahraga, biasa, dan psikolog yang bekerja dengan perwakilan lembaga penegak hukum.
Bagaimana cara penggunaannya? Orang tersebut memakai neuroheadset, psikolog meluncurkan program dan memulai sesi. Selama sesi berlangsung, informasi berikut dipantau dan dicatat dalam memori komputer, yaitu: tingkat konsentrasi, perhatian, tingkat meditasi, sinyal EEG mentah, dalam beberapa jenis visualisasi pada waktu yang bersamaan, dalam rentang 0 hingga 70 Hz . Sinyal dibagi menjadi rentang frekuensi yang membentuk spektrum sinyal utama. Pengelompokannya dibuat menjadi 8 rentang: Delta, Theta, Low Alpha, High Alpha, Low Beta, High Beta, Low Gamma, High Gamma. Jika perlu, rekaman audio dan video dari tindakan psikolog dilakukan.
Materi yang direkam dapat direview, melihat segala sesuatu yang ditampilkan secara real time selama sesi. Jika psikolog tidak segera memperhatikan sesuatu, maka ketika mempelajari kembali sesi atau pelatihan tersebut, ia dapat mempelajari perubahan reaksi gelombang otak dan membandingkannya dengan informasi audiovisual. Ini adalah alat yang sangat berharga bagi setiap spesialis di bidangnya.
Pilihan lainnya adalah pemasaran saraf. Neuroheadset memungkinkan Anda melakukan riset pemasaran karena menunjukkan respons emosional seseorang terhadap rangsangan pemasaran tertentu. Hal ini jauh lebih efektif, karena selama survei dan kuesioner, masyarakat tidak selalu jujur dalam menjawab. Dan studi saraf akan membantu Anda melihat jawaban sebenarnya, jujur dan tidak memihak. Dengan mengumpulkan kelompok fokus dan melakukan pengujian menggunakan neuroheadset, Anda bisa mendapatkan hasil yang sedekat mungkin dengan kenyataan.
Interaksi dengan perangkat eksternal
Area menarik lainnya dalam bekerja dengan neuroheadset adalah kendali jarak jauh perangkat eksternal. Yang sangat populer di kalangan anak-anak, misalnya, adalah permainan balap yang memungkinkan adanya persaingan antara dua, tiga, atau empat peserta. Berikut adalah contoh terkenal dari permainan tersebut:
Apakah Anda ingin bermain-main dengan hal lain? Tolong, berikut perkembangan lain yang juga menjadi populer.
Helikopter Orbit Kotak Puzzle
Helikopter mainan yang dikendalikan oleh kekuatan pikiran. Versi standar memungkinkan Anda mengontrol ketinggian penerbangan helikopter, tetapi ada banyak tambahan yang mengubah mainan ini menjadi mesin kebugaran otak yang kuat. Tinjauan .
Lampu Zen
Lampu mencerminkan keadaan psiko-emosional Anda dalam bentuk pancaran warna tertentu. Ideal untuk mengembangkan keterampilan meditasi.
Pelatih Angkatan II
Hal kecil yang paling lucu. Membuat gambar holografik dari lingkungan game dan objek di dalam piramida transparan. Dan pemain, menggunakan perintah otak, mengontrol objek-objek ini.
Necomimi
Telinga kucing yang lucu telah menjadi populer di seluruh dunia. Perangkat ini sepenuhnya mandiri dan tidak memerlukan koneksi ke komputer atau ponsel cerdas. Pengguna memasang telinga, menyalakannya dan mendapat kesempatan untuk menunjukkan suasana hatinya (keadaan psiko-emosional) dengan menggerakkan telinga tersebut. Omong-omong, produk serupa, , tidak menjadi populer bahkan di tanah kelahirannya, Jepang. Di mana headset dimasukkan dalam kasus ini, Anda bisa mengetahuinya sendiri.
Neuro-headset - hiburan atau alat yang berguna?
Saat membaca artikel tersebut, tampaknya antarmuka saraf dan headset dimaksudkan terutama untuk menghibur seseorang atau menghibur tekanan emosionalnya. Namun, hal ini sama sekali tidak benar. Neuroheadset, ditambah dengan perangkat lunak yang sesuai, mungkin membantu mengembangkan anggota tubuh setelah cedera parah dan mengurangi konsekuensi negatif dari cedera parah. Oleh karena itu, para ilmuwan secara aktif menggunakan neuroteknologi untuk membantu manusia.
Misalnya, pada tahun 2016, ilmuwan Amerika dari Universitas Johns Hopkins menciptakan antarmuka saraf yang membantu mengontrol jari-jari prostesis biomekanik. Setahun kemudian, rekan-rekan mereka di Austria dari Universitas Graz mengembangkan sistem untuk menulis musik menggunakan kekuatan pikiran. Ini dirancang untuk penyandang disabilitas yang berbakat musik.
Spesialis dari University of California menggunakan antarmuka saraf, stimulasi neuromuskular, dan suspensi lumpuh dari pinggang ke bawah. Dan para peneliti Brazil, bersama dengan rekan-rekannya dari Amerika Serikat, Swiss dan Jerman, mampu melakukan sebagian hal tersebut pada pasien yang menggunakan antarmuka saraf, realitas virtual, dan kerangka luar. Perkembangan juga sedang dilakukan untuk berinteraksi dengan pasien dengan sindrom terkunci. Teknologi ini akan membantu mengidentifikasi pasien tersebut, berkomunikasi dengan mereka, dan memulihkan kendali atas tubuh.
Facebook telah mulai mengerjakan antarmuka saraf non-invasif yang akan membantu pengguna mengetik tanpa keyboard. Nissan telah mengembangkan antarmuka otak-mesin untuk membaca pikiran saat mengemudi guna meningkatkan waktu reaksi. Dan Elon Musk bahkan ingin menghubungkan otak dengan komputer untuk menghindari pengambilan alih dunia oleh kecerdasan buatan.
Perusahaan-perusahaan Rusia belum bisa membanggakan banyak prestasi di bidang neuroteknologi. Namun, Rostec baru-baru ini menyajikan sampel praproduksi perangkat yang akan membantu pertukaran informasi antara otak dan perangkat eksternal. Helm ini dikembangkan oleh Institute of Electronic Control Machines (INEUM). I.S.Brook. Diasumsikan bahwa antarmuka saraf akan memungkinkan untuk mengontrol perangkat elektronik dan elektromekanis: prostetik, kendaraan.
Apa yang menanti pasar antarmuka saraf?
Menurut , pasar antarmuka komputer global akan mencapai $2022 miliar pada tahun 1,72. Sekarang bidang utama penerapan antarmuka saraf adalah kedokteran, tetapi bidang hiburan, serta bidang militer dan industri, secara aktif berkembang. Neuro-headset untuk mengendalikan robot tempur bukan lagi sekadar fantasi manis para bangsawan berseragam, tetapi masalah yang sepenuhnya bisa dipecahkan.
Karena headset saraf menawarkan lingkungan terbuka yang dapat digunakan untuk membuat perangkat lunak Anda sendiri, neuroprogramming pribadi juga berkembang. Misalnya, salah satu pemimpin pasar, NeuroSky, tersedia untuk pengembang secara gratis. Dan alhasil, semakin banyak bermunculan aplikasi-aplikasi yang memanfaatkan kemampuan platform ini.
Perlu dicatat bahwa inisiatif untuk memperkenalkan secara luas antarmuka saraf dan chip otak tidak hanya mendapat dukungan, tetapi juga kritik. Di satu sisi, antarmuka saraf dapat meningkatkan pengobatan cedera otak traumatis, kelumpuhan, epilepsi, atau skizofrenia. Di sisi lain, teknologi tersebut dapat memperburuk kesenjangan sosial.
Ada kekhawatiran bahwa saat ini tidak ada dasar hukum atau etika untuk memasukkan elektroda ke orang sehat. Selain itu, antarmuka saraf dapat menjadikan otak manusia sebagai objek yang ingin ditembus oleh pemerintah, pengiklan, peretas, reptilian, dan individu lain, yang kemungkinan besar tidak akan disukai oleh orang normal. Dan secara umum, antarmuka saraf dan headset dapat mengubah karakteristik seseorang, memengaruhi jiwa dan aktivitasnya sebagai individu, serta mendistorsi pemahaman manusia sebagai makhluk fisiologis.
Secara umum jelas bahwa neuroteknologi akan terus berkembang. Namun tidak mungkin untuk memprediksi kapan hal tersebut akan benar-benar dapat diakses dan bahkan lebih efektif.
Apa lagi yang menarik di blog ini?
→
→
→
→
→
Sumber: www.habr.com