완벽함에는 한계가 없습니다: 신경 인터페이스가 인류를 돕는 방법

100여년 전에 과학자들은 뇌의 능력에 관심을 갖고 뇌에 영향을 미치는 것이 가능한지 이해하려고 노력했습니다. 1875년 영국 의사 리차드 카토(Richard Cato)는 토끼와 원숭이의 뇌 표면에서 약한 전기장을 감지할 수 있었습니다. 그런 다음 많은 발견과 연구가 있었지만 1950년에야 예일 대학교 생리학 교수인 Jose Manuel Rodriguez Delgado가 뇌에 이식할 수 있고 무선 신호를 사용하여 제어할 수 있는 Stimosiver 장치를 발명했습니다.

훈련은 원숭이와 고양이를 대상으로 실시되었습니다. 따라서 이식된 전극을 통해 뇌의 특정 부위를 자극하면 고양이가 뒷발을 들어올릴 수 있게 되었습니다. Delgado에 따르면, 동물은 그러한 실험 중에 불편함을 느끼지 않았습니다.

그리고 13년 후, 과학자는 다음과 같은 시간을 보냈습니다. 유명한 실험 — 황소의 뇌에 자극제를 이식하고 휴대용 송신기를 통해 제어했습니다.

그리하여 인간의 생물학적 능력을 향상시킬 수 있는 신경 인터페이스와 기술의 시대가 시작되었습니다. 이미 1972년에 소리를 전기 신호로 변환하여 뇌로 전달하고 실제로 심각한 청각 장애가 있는 사람들이 들을 수 있게 해주는 인공와우가 시판되었습니다. 그리고 1973년에는 '뇌-컴퓨터 인터페이스'라는 용어가 처음으로 공식적으로 사용되었습니다. 1998년에 과학자 필립 케네디(Philip Kennedy)는 환자인 음악가 조니 레이(Johnny Ray)에게 최초의 신경 인터페이스를 이식했습니다. 뇌졸중 후 조니는 움직일 수 있는 능력을 잃었습니다. 하지만 이식 덕분에 그는 손의 움직임을 상상하는 것만으로 커서를 움직이는 법을 배웠습니다.

과학자들의 뒤를 이어 신경 인터페이스를 만들겠다는 아이디어는 대기업과 스타트업에서도 받아들여졌다. Facebook과 Elon Musk는 이미 생각의 힘으로 물체를 제어하는 ​​데 도움이 되는 시스템을 개발하겠다는 의도를 발표했습니다. 어떤 사람들은 신경 인터페이스에 희망을 걸고 있습니다. 기술을 통해 장애인은 잃어버린 기능을 회복하고 뇌졸중이나 외상성 뇌 손상을 입은 사람의 재활을 개선할 수 있습니다. 다른 사람들은 이러한 개발에 대해 회의적이며 이러한 사용이 법적, 윤리적 문제로 가득 차 있다고 믿습니다.

그럼에도 불구하고 시장에는 충분한 수의 대형 플레이어가 있습니다. 당신이 믿는다면 위키피디아, 일부 개발은 이미 중단되었지만 나머지는 꽤 인기가 있고 저렴합니다.

신경 인터페이스란 무엇이며 어떻게 유용할 수 있나요?

뇌파의 종류

신경 인터페이스는 인간의 두뇌와 전자 장치 간의 정보 교환 시스템입니다. 이는 뇌의 전기적 활동인 뇌전도(EEG)를 기록하여 사람이 외부 세계와 상호 작용할 수 있도록 하는 기술입니다. 어떤 행동을 수행하려는 사람의 욕구는 EEG의 변화에 ​​반영되며, 이는 다시 컴퓨터에 의해 해독됩니다.
신경인터페이스는 단방향일 수도 있고 양방향일 수도 있습니다. 전자는 뇌로부터 신호를 받거나 뇌로 보냅니다. 후자는 신호를 동시에 보내고 받을 수 있습니다.
뇌 신호를 측정하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 그들은 세 가지 유형으로 나뉩니다.

• 비 침습적. 센서를 머리에 장착해 뇌(EEG)와 자기장(MEG)에서 발생하는 전위를 측정한다.
• 반침습적. 전극은 뇌의 노출된 표면에 배치됩니다.
• 침습적. 미세 전극을 대뇌 피질에 직접 배치하여 단일 뉴런의 활동을 측정합니다.

신경 인터페이스의 주요 특징은 뇌에 직접 연결할 수 있다는 것입니다. 이것이 실제로 무엇을 할 수 있습니까? 예를 들어, 신경 인터페이스는 마비된 사람들의 삶을 더 쉽게 또는 근본적으로 변화시킬 수 있습니다. 일부는 글을 쓰거나 움직이거나 말할 수 없습니다. 그러나 동시에 그들의 두뇌는 꽤 작동하고 있습니다. 신경 인터페이스를 통해 사람들은 뇌에 연결된 전극을 사용하여 의도를 읽어 특정 행동을 수행할 수 있습니다.

신경 인터페이스를 사용하기 위한 또 다른 옵션은 인간의 기억력을 30% 향상시킬 수 있는 사이버 보철물을 개발한 미국 과학자들에 의해 발명되었습니다. 이 장치는 환자가 새로운 기억을 형성하고 친척의 얼굴을 기억하도록 돕는 신경 자극을 생성합니다. 이번 개발은 노인성 치매, 알츠하이머병 및 기타 기억력 문제를 퇴치하는 데 도움이 될 것으로 기대됩니다.

건강 외에도 신경 인터페이스는 개인의 개인적 발전, 업무 및 오락은 물론 다른 사람과의 상호 작용에도 사용될 수 있습니다. 그렇다면 신경기술은 이러한 분야에서 어떤 흥미로운 것들을 제공할 수 있을까요?

자기 완벽

아마도 신경 인터페이스와 모든 종류의 응용 분야에서 가장 인기 있는 응용 분야는 인간 능력의 개발일 것입니다. 이를 위해 정신 능력 개발 시스템, 행동 변화 시스템, 스트레스 예방 시스템, ADHD, 정신-정서적 상태 작업 시스템 등 다양한 훈련이 이루어집니다. 이러한 유형의 활동에는 "뇌 건강"이라는 자체 용어도 있습니다.

아이디어의 본질은 무엇입니까? 수많은 연구의 결과, 이것이 인간의 의식 상태와 어떻게 일치하는지에 대한 몇 가지 입증 된 아이디어가 형성되었습니다. 주의력, 집중력, 명상, 정신적 이완 수준을 결정하는 알고리즘이 나타났습니다. 여기에 EEG 및 근전도(EMG) 판독 기능을 추가하면 그 결과가 사람의 현재 상태를 보여주는 그림이 됩니다.

그리고 특정한 심리-정서적 상태를 유도하는 방법을 배워야 할 때, 사람은 신경 인터페이스가 연결된 장치를 사용하여 스스로 훈련합니다. EEG와 정신-정서적 상태를 시각화하는 프로그램은 엄청나게 많지만, 모두 설명하지는 않겠습니다. 사람을 필요한 의식 상태로 부르기 위한 훈련은 바이오피드백 EEG 기술(뇌전도 기반 바이오피드백)을 사용하여 수행됩니다.

실제 모습: 부모는 자녀의 학업 성적을 향상시키고 ADHD(주의력 결핍 과잉 행동 장애)를 극복하기를 원합니다. 이렇게 하려면 특수 프로그램(예: 뉴로플러스), 원하는 상태 훈련을 위한 사전 설정 선택: 마음챙김, 집중력, 이완, 명상, 과집중 방지. 집중력 수준의 훈련 프로그램을 선택하세요. 그리고 그들은 그것을 시작했습니다.

이 프로그램은 알파파와 베타파를 일정 수준 이상으로 유지하는 데 필요한 어린이 교육을 제공합니다. 파도가 특정 수준 이하로 떨어지면 안 됩니다. 동시에 프로그램 창에서는 부모님이 선택한 영상자료가 재생됩니다. 예를 들어, 좋아하는 만화. 아이는 단순히 만화를 보고 알파파와 베타파의 수준을 모니터링할 뿐 다른 일은 하지 않습니다. 다음으로 바이오피드백이 작용합니다. 아이의 임무는 훈련 내내 알파와 베타 수준을 유지하는 것입니다.

레벨 중 하나가 필수 표시기 아래로 떨어지면 만화가 중단됩니다. 첫 번째 수업에서 아이는 만화를 보기 위해 의미 있게 원하는 상태로 돌아가려고 노력할 것입니다. 그러나 얼마 후 뇌는 이 상태에서 벗어나면 독립적으로 이 상태로 돌아가는 법을 배웁니다(단, 만화가 어린이에게 흥미롭고 시청 상태가 뇌에 "편안한" 경우). 그 결과, 아이는 필요한 집중력 상태를 유도하는 능력과 집중력을 일정 수준으로 유지하는 능력을 발달시킨다.

무섭게 보이지만 서두르지 말고 후견 당국에 전화하십시오. 게임을 기반으로 한 더 간단한 솔루션도 있습니다. 예를 들어, 개미를 염두에 두세요 NeuroSky에서. 플레이어의 임무는 개미가 자신을 향해 물체를 개미집 안으로 밀어넣도록 하는 것입니다. 하지만 개미가 멈추지 않고 움직이기 위해서는 해당 척도에서 일정 지점 이상의 집중력을 유지해야 한다.

당신이 그 과정에 집중하면 개미는 물체를 밀어냅니다. 농도가 떨어지자마자 개미는 멈추고 시간을 낭비하게 되어 결과가 악화됩니다. 각 레벨마다 필요한 집중력 수준이 높아짐에 따라 게임이 더욱 어려워집니다. 추가적인 방해 요소도 있습니다.

정기적인 훈련의 결과로 사용자는 외부 또는 내부 방해 요인에 관계없이 현재 작업에 대한 집중력과 주의력을 유지할 수 있는 능력을 개발합니다. 여기에서는 모든 것이 스포츠와 같기 때문에 피트니스 센터에 몇 번 가거나 단백질 캔을 먹어서 운동적인 몸매를 얻는 것은 불가능합니다. 바이오피드백 EEG 분야의 연구에 따르면 이러한 종류의 훈련 결과는 각각 20분씩 정규 세션을 20일 동안 실시한 후에만 나타나는 것으로 나타났습니다.

환대

뉴로헤드셋은 또한 즐거운 시간을 보낼 수 있는 기회를 제공합니다. 하지만 모든 게임과 엔터테인먼트 애플리케이션은 자기계발을 위한 도구이기도 합니다. 신경 인터페이스를 통해 게임을 할 때 의식의 의식 상태를 사용하여 캐릭터를 제어합니다. 따라서 그들을 통제하는 법을 배우십시오.

멀티플레이어 게임인 Throw Trucks With Your Mind는 예전에 많은 화제를 불러일으켰습니다. 캐릭터는 표준 XNUMX인칭 슈팅 방식에 따라 제어되지만 정신적 노력을 통해서만 다른 플레이어와 싸울 수 있습니다. 이를 위해 플레이어의 집중력과 명상 매개변수가 게임 모니터에 표시됩니다.

게임 환경의 상자, 트럭 또는 기타 물체를 상대에게 던지려면 정신력을 사용하여 공중으로 들어 올린 다음 상대에게 던져야 합니다. 또한 당신에게 "날아갈" 수도 있으므로 집중하고 명상하는 능력을 더 효과적으로 사용하는 사람이 전투에서 승리합니다. 실제 상대를 상대로 정신의 힘으로 싸우는 것은 매우 흥미로웠습니다. 최근에 언급할 수 있는 게임 중에는 좀비 러쉬 MyndPlay에서.

제조업체는 또한 더 조용한 게임 옵션을 제공합니다. 예를 들어, 흥미로운 리뷰 여러 가지 인기 있는 게임 애플리케이션을 한 번에. 또한 언급할만한 가치가 있는 게임은 MyndPlay입니다. 스포츠 양궁 라이트. 간단합니다. 활을 세 번 쏘고 최대 점수를 획득해야 합니다. 각 샷마다 최대 10점을 얻을 수 있습니다. 시각적인 요소를 사용하여 게임은 사용자를 주변 환경에 몰입시킨 후 캐릭터가 목표물을 겨냥하기 시작할 수 있습니다. 플레이어 창에 집중력 수준 표시가 나타납니다. 농도가 높을수록 화살은 XNUMX에 가까워집니다. 두 번째 사격을 하려면 명상 상태에 들어가야 합니다. 세 번째 샷에서는 다시 집중이 필요합니다. 이것이 게임이 신경 인터페이스의 흥미로운 기능을 명확하게 보여주는 방법입니다.

게임 외에도 대화형 신경필름도 있습니다. 상상해 보세요. 소파에 앉아 헤드셋을 착용하고 스케이터에 대한 대화형 영화를 틀었습니다. 어떤 단계에서, 스케이터가 가속하여 점프하려고 하는 순간이 발생합니다. 이때 점프에 집중하고 캐릭터가 점프를 마칠 때까지 집중력을 유지하기 위해서는 스스로 스케이터가 되어야 합니다. 충분한 집중력(실생활과 비교 가능하고 현실에서 필요한 수준)을 통해 영화 속 스케이터는 성공적으로 점프할 수 있으며 줄거리는 다음 인터랙티브 포크로 넘어갈 것입니다. 집중력이 그저 그랬다면 스케이터는 넘어지고 영화는 다른 스토리 라인을 따라갈 것입니다.

이미 비슷한 방식으로 촬영됨 스릴러 Guy Ritchie 스타일과 기타 여러 영화 스타일로 제작되었습니다. 사실 영화의 줄거리와 결말은 여러분의 노력에 직접적으로 달려있습니다. 그리고 그것은 매우 흥미로워 보입니다.

플롯 개발의 단순하고 분기된 논리

직장에서의 신청

교육 및 엔터테인먼트 프로그램 외에도 개발자는 전문적인 용도로 사용되는 수많은 응용 프로그램을 만들었습니다. 예를 들어 법 집행 기관의 대표와 협력하는 의료, 스포츠, 일반 심리학자 및 심리학자를 위해 만들어진 MindRec 프로그램이 있습니다.

어떻게 사용되나요? 그 사람이 뉴로헤드셋을 착용하면 심리학자가 프로그램을 시작하고 세션을 시작합니다. 세션 중에 집중력 수준, 주의력, 명상 수준, 원시 EEG 신호 등의 정보가 0~70Hz 범위에서 동시에 여러 유형의 시각화로 모니터링되고 컴퓨터 메모리에 기록됩니다. . 주 신호의 스펙트럼을 구성하는 주파수 범위로 구분된 신호입니다. 분석은 델타, 세타, 낮은 알파, 높은 알파, 낮은 베타, 높은 베타, 낮은 감마, 높은 감마의 8개 범위로 분류됩니다. 필요한 경우 심리학자의 행동에 대한 오디오 및 비디오 녹화가 수행됩니다.

녹화된 자료를 검토하여 세션 중에 실시간으로 표시된 모든 내용을 볼 수 있습니다. 심리학자가 즉시 뭔가를 알아차리지 못했다면 세션이나 훈련을 다시 연구할 때 뇌파 반응의 변화를 연구하고 이를 시청각 정보와 비교할 수 있습니다. 이는 해당 분야의 모든 전문가에게 매우 귀중한 도구입니다.

또 다른 옵션은 신경 마케팅입니다. 뉴로헤드셋을 사용하면 특정 마케팅 자극에 대한 개인의 감정적 반응을 보여주기 때문에 마케팅 조사를 수행할 수 있습니다. 설문 조사와 설문 조사 중에 사람들이 항상 정직하게 대답하는 것은 아니기 때문에 이는 훨씬 더 효과적입니다. 그리고 신경 연구는 정직하고 공정한 실제 답변을 보는 데 도움이 될 것입니다. 포커스 그룹을 모아 뉴로헤드셋을 활용한 테스트를 진행하면 최대한 현실에 가까운 결과를 얻을 수 있습니다.

외부 장치와의 상호 작용

뉴로헤드셋 작업의 또 다른 흥미로운 영역은 외부 장치의 원격 제어입니다. 예를 들어, 어린이들 사이에서 매우 인기 있는 것은 XNUMX명, XNUMX명, XNUMX명의 참가자가 경쟁할 수 있는 레이싱 게임입니다. 다음은 그러한 게임의 잘 알려진 예입니다.

다른 것을 가지고 놀고 싶나요? 인기를 얻은 다른 개발도 있습니다.

퍼즐박스 궤도 헬리콥터

생각의 힘으로 조종되는 장난감 헬리콥터입니다. 표준 버전을 사용하면 헬리콥터의 비행 고도를 제어할 수 있지만 이 장난감을 강력한 두뇌 운동 기계로 바꾸는 많은 추가 기능이 있습니다. 검토 아브레에 있었어.

젠 램프

램프는 특정 색상의 빛의 형태로 정신 감정 상태를 반영합니다. 명상 기술을 개발하는 데 이상적입니다.

포스 트레이너 II

가장 재미있는 작은 것. 투명한 피라미드 내부에 게임 환경과 개체의 홀로그램 이미지를 만듭니다. 그리고 플레이어는 두뇌 명령을 사용하여 이러한 개체를 제어합니다.

네코미미

귀여운 고양이 귀가 전 세계적으로 인기를 끌었습니다. 이 장치는 완전히 자급자족 가능하며 컴퓨터나 스마트폰에 연결할 필요가 없습니다. 사용자는 귀를 착용하고 전원을 켜고 귀를 움직여 자신의 기분(심리-감정적 상태)을 보여줄 수 있는 기회를 얻습니다. 그런데 비슷한 제품이, 꼬리 모양의, 그의 고향 일본에서도 인기를 얻지 못했습니다. 이 경우 헤드셋이 어디에 삽입되었는지 직접 알아낼 수 있습니다.

Neuro-헤드셋 - 오락인가, 아니면 유용한 도구인가?

기사를 읽는 동안 신경 인터페이스와 헤드셋은 주로 사람을 즐겁게 하거나 감정적 고통을 즐기기 위한 것으로 보일 수 있습니다. 그러나 이는 전혀 사실이 아니다. 적절한 소프트웨어와 결합된 뉴로헤드셋은 심각한 부상 후 사지를 발달시키는 데 도움이 될 수 있으며 심각한 부상으로 인한 부정적인 결과를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 따라서 과학자들은 사람들을 돕기 위해 신경기술을 적극적으로 사용하고 있습니다.

예를 들어, 2016년 존스 홉킨스 대학의 미국 과학자들은 생체 역학 보철물의 개별 손가락을 제어하는 ​​데 도움이 되는 신경 인터페이스를 만들었습니다. XNUMX년 후, 오스트리아 그라츠 대학의 동료들은 생각의 힘을 사용하여 음악을 쓰는 시스템을 개발했습니다. 음악적 재능이 있는 장애인을 위해 설계되었습니다.

신경 인터페이스, 신경근 자극 및 서스펜션을 사용하는 캘리포니아 대학의 전문가 사람에게 걷는 법을 가르쳤다허리 아래가 마비되었습니다. 그리고 브라질 연구자들은 미국, 스위스, 독일의 동료들과 함께 부분적으로 척수를 회복하다 신경 인터페이스, 가상 현실 및 외골격을 사용하는 환자의 경우. 감금증후군 환자와 상호작용할 수 있는 개발도 진행 중이다. 이 기술은 그러한 환자를 식별하고 의사소통하며 신체에 대한 통제력을 회복하는 데 도움이 될 것입니다.

페이스북은 사용자가 키보드 없이 입력할 수 있도록 도와주는 비침투성 신경 인터페이스에 대한 작업을 시작했습니다. 닛산은 반응 시간을 개선하기 위해 운전 중 생각을 읽을 수 있는 뇌-기계 인터페이스를 개발했습니다. 그리고 Elon Musk는 인공 지능이 세상을 장악하는 것을 피하기 위해 뇌를 컴퓨터와 연결하기를 원합니다.

러시아 기업은 아직 신경기술 분야에서 많은 성과를 자랑할 수 없습니다. 그러나 Rostec은 최근 뇌와 외부 장치 간의 정보 교환을 돕는 장치의 사전 제작 샘플을 제시했습니다. 헬멧은 이름을 딴 전자 제어 기계 연구소(INEUM)에서 개발되었습니다. I. S. 브룩. 신경 인터페이스를 통해 보철물, 차량 등 전자 및 전기 기계 장치를 제어할 수 있다고 가정합니다.

신경 인터페이스 시장에는 무엇이 기다리고 있을까요?

에 따르면 Grand View Research의 예측, 글로벌 컴퓨터 인터페이스 시장은 2022년까지 1,72억 XNUMX천만 달러에 이를 것입니다. 현재 신경 인터페이스의 주요 적용 분야는 의학이지만 엔터테인먼트 분야는 물론 군사 및 산업 분야도 활발히 발전하고 있습니다. 전투 로봇을 제어하기 위한 뉴로 헤드셋은 더 이상 제복을 입은 지식인의 달콤한 환상이 아니라 완전히 해결 가능한 문제입니다.

신경 헤드셋이 자신만의 소프트웨어를 만드는 데 사용할 수 있는 개방형 환경을 제공한다는 사실로 인해 개인 신경 프로그래밍도 개발되고 있습니다. 예를 들어, SDK 시장 리더 중 하나인 NeuroSky는 개발자에게 완전 무료로 제공됩니다. 결과적으로 이 플랫폼의 기능을 사용하는 애플리케이션이 점점 더 많이 나타나고 있습니다.

신경 인터페이스와 브레인 칩의 광범위한 도입을 위한 계획은 지지뿐만 아니라 비판에도 직면해 있습니다. 한편으로, 신경 인터페이스는 외상성 뇌 손상, 마비, 간질 또는 정신분열증의 치료를 개선할 수 있습니다. 반면에, 그러한 기술은 사회적 불평등을 악화시킬 수 있습니다.

현재 건강한 사람에게 전극을 도입하는 데 법적, 윤리적 근거가 없다는 우려가 있다. 또한 신경 인터페이스는 인간의 두뇌를 정부, 광고주, 해커, 파충류 및 기타 개인이 침투하고 싶어하는 대상으로 만들 수 있지만 일반 사람은 만족할 것 같지 않습니다. 그리고 일반적으로 신경 인터페이스와 헤드셋은 사람의 특성을 변화시키고 개인으로서의 정신과 활동에 영향을 미치며 사람을 생리학적 존재로 이해하는 것을 왜곡할 수 있습니다.

일반적으로 신경기술은 계속해서 발전할 것이 분명합니다. 그러나 언제 진정으로 접근 가능해지고 더욱 효과적이게 될지 예측하는 것은 불가능합니다.

블로그에서 또 무엇이 흥미로운가요? 클라우드4Y
→ “XNUMX년 안에” 뇌는 인터넷에 연결될 것이다
→ 모두를 위한 인공지능
→ 조명, 카메라... 클라우드: 클라우드가 영화 산업을 어떻게 변화시키고 있습니까?
→ 구름 속의 축구 - 패션인가 필수품인가?
→ 생체인식: 우리와 “그들”은 어떻게 하고 있나요?

출처 : habr.com