For mer enn 100 år siden var forskere interessert i hjernens evner og prøvde å forstå om det var mulig å påvirke den på en eller annen måte. I 1875 var den engelske legen Richard Cato i stand til å oppdage et svakt elektrisk felt på overflaten av hjernen til kaniner og aper. Så var det mange oppdagelser og forskning, men først i 1950 oppfant Yale University fysiologiprofessor Jose Manuel Rodriguez Delgado Stimosiver-apparatet, som kunne implanteres i hjernen og som ble kontrollert ved hjelp av radiosignaler.
Trening ble gjennomført på aper og katter. Dermed førte stimulering av et bestemt område av hjernen gjennom en implantert elektrode til at katten hevet bakpoten. Ifølge Delgado viste dyret ingen tegn til ubehag under slike forsøk.
Og 13 år senere brukte forskeren - implanterte stimuleringsmidler i hjernen til en okse og kontrollerte den gjennom en bærbar sender.
Dermed begynte æraen med nevrale grensesnitt og teknologier som er i stand til å øke menneskets biologiske evner. Allerede i 1972 ble det solgt et cochleaimplantat, som konverterte lyd til et elektrisk signal, overførte det til hjernen og faktisk lot personer med alvorlige hørselshemninger høre. Og i 1973 ble begrepet "hjerne-datamaskin-grensesnitt" offisielt brukt for første gang. I 1998 implanterte forskeren Philip Kennedy det første nevrale grensesnittet i en pasient, musikeren Johnny Ray. Etter slaget mistet Johnny evnen til å bevege seg. Men takket være implantasjon lærte han å flytte markøren ved kun å forestille seg bevegelsen til hendene.
Etter forskerne ble ideen om å lage et nevralt grensesnitt plukket opp av store bedrifter og oppstart. Facebook og Elon Musk har allerede kunngjort sin intensjon om å utvikle et system som vil hjelpe til med å kontrollere objekter med tankekraft. Noen setter sitt håp til nevrale grensesnitt - teknologier vil tillate funksjonshemmede å gjenopprette tapte funksjoner, forbedre rehabiliteringen av en person som har fått hjerneslag eller traumatisk hjerneskade. Andre er skeptiske til slik utvikling, og mener at bruken er full av juridiske og etiske problemer.
Uansett er det tilstrekkelig mange store aktører i markedet. Hvis du tror , noen utviklinger har allerede blitt avviklet, men resten er ganske populære og rimelige.
Hva er et nevralt grensesnitt og hvordan kan det være nyttig?
Typer hjernebølger
Et nevralt grensesnitt er et system for å utveksle informasjon mellom den menneskelige hjernen og en elektronisk enhet. Dette er en teknologi som lar en person samhandle med omverdenen basert på registrering av den elektriske aktiviteten til hjernen - et elektroencefalogram (EEG). En persons ønske om å utføre en handling gjenspeiles i endringer i EEG, som igjen blir dechiffrert av datamaskinen.
Nevrogrensesnitt kan være ensrettet eller toveis. Førstnevnte mottar enten signaler fra hjernen eller sender dem til den. Sistnevnte kan sende og motta signaler samtidig.
Det finnes flere metoder for å måle hjernesignaler. De er delt inn i tre typer.
- Ikke-invasiv. Sensorer er plassert på hodet for å måle elektriske potensialer generert av hjernen (EEG) og magnetfelt (MEG).
- Semi-invasiv. Elektroder er plassert på den eksponerte overflaten av hjernen.
- Invasiv. Mikroelektroder er plassert direkte inn i hjernebarken, og måler aktiviteten til et enkelt nevron.
Nøkkelfunksjonen til det nevrale grensesnittet er at det lar deg koble direkte til hjernen. Hva kan dette gjøre i praksis? Nevrale grensesnitt kan for eksempel gjøre det enklere eller radikalt endre livene til lammede mennesker. Noen kan ikke skrive, bevege seg eller snakke. Men samtidig fungerer hjernen ganske bra. Det nevrale grensesnittet vil tillate disse menneskene å utføre visse handlinger ved å lese intensjoner ved hjelp av elektroder koblet til hjernen.
Et annet alternativ for å bruke det nevrale grensesnittet ble oppfunnet av amerikanske forskere som utviklet en cyberprotese som er i stand til å forbedre menneskelig hukommelse med 30%. Enheten genererer nerveimpulser som hjelper pasienten med å danne nye minner og huske ansiktene til pårørende. Det forventes at utviklingen vil bidra til å bekjempe senil demens, Alzheimers sykdom og andre hukommelsesproblemer.
I tillegg til helse, kan nevrale grensesnitt brukes til en persons personlige utvikling, for arbeid og underholdning, samt for interaksjon med andre. Så, hvilke interessante ting kan nevroteknologi tilby på disse områdene?
self-dyrking
Kanskje det mest populære bruksområdet for nevrale grensesnitt og alle slags applikasjoner er utviklingen av alle menneskelige evner. Ulike treninger vies til dette, systemer for utvikling av mentale evner, systemer for å endre atferd, systemer for å forebygge stress, ADHD, systemer for å arbeide med psyko-emosjonelle tilstander, og så videre. Denne typen aktivitet har til og med sitt eget begrep, "Brain fitness".
Hva er essensen av ideen? Som et resultat av tallrike studier har det blitt dannet noen påviste ideer om hvordan denne eller den hjerneaktiviteten tilsvarer tilstander av menneskelig bevissthet. Algoritmer har dukket opp for å bestemme nivået av oppmerksomhet, konsentrasjon og meditasjon, og mental avslapning. Legg til dette muligheten til å lese EEG og elektromyografi (EMG), og resultatet er et bilde av en persons nåværende tilstand.
Og når du trenger å lære å indusere en spesifikk psyko-emosjonell tilstand, trener en person seg selv ved å bruke en enhet som et nevralt grensesnitt er koblet til. Det finnes et stort antall programmer for å visualisere EEG og psyko-emosjonelle tilstander, vi vil ikke beskrive dem alle. Trening for å kalle en person til den nødvendige bevissthetstilstanden utføres ved hjelp av biofeedback EEG-teknologi (biofeedback basert på elektroencefalografi).
Hvordan det ser ut i praksis: Foreldre ønsker å forbedre barnets akademiske prestasjoner og overvinne ADHD (oppmerksomhetsunderskudd hyperaktivitetsforstyrrelse). For å gjøre dette, bruk et spesielt program (for eksempel fra ), velge forhåndsinnstillinger for å trene de ønskede tilstandene: oppmerksomhet, konsentrasjon, avslapning, meditasjon, forebygging av hyperkonsentrasjon. Velg et treningsprogram på konsentrasjonsnivå. Og de lanserer den.
Programmet tilbyr barnet trening der han trenger for å holde alfa- og betabølgene over et visst nivå. Bølger bør ikke falle under et visst nivå. Samtidig spilles videomaterialet valgt av foreldrene i programvinduet. For eksempel din favoritt tegneserie. Barnet ser ganske enkelt på tegneserien, overvåker nivåene av alfa- og betabølger og gjør ingenting annet. Deretter kommer biofeedback inn. Barnets oppgave er å opprettholde alfa- og betanivået gjennom hele treningen.
Hvis et av nivåene faller under den nødvendige indikatoren, blir tegneserien avbrutt. I løpet av de første timene vil barnet prøve å meningsfullt gå tilbake til ønsket tilstand for å se tegneserien. Men etter en tid vil hjernen lære å gå tilbake til denne tilstanden selvstendig hvis den faller ut av den (forutsatt at tegneserien er interessant for barnet, og visningstilstanden er "komfortabel" for hjernen). Som et resultat utvikler barnet evnen til å indusere den nødvendige konsentrasjonstilstanden, samt evnen til å opprettholde konsentrasjonen på et visst nivå.
Det ser skummelt ut, men ikke skynd deg å bli redd og ring vergemyndighetene. Det finnes også enklere løsninger basert på spill. For eksempel, fra NeuroSky. Spillerens oppgave er å få mauren til å skyve en gjenstand mot seg selv inn i maurtuen. Men for at mauren skal bevege seg uten å stoppe, er det nødvendig å opprettholde et visst nivå av konsentrasjon over et visst punkt på den tilsvarende skalaen.
Når du konsentrerer deg om prosessen, skyver mauren objektet. Så snart konsentrasjonsnivået synker, stopper mauren og du kaster bort tid, noe som forverrer resultatet. For hvert nivå blir spillet vanskeligere ettersom det nødvendige konsentrasjonsnivået øker. Det er også ekstra distraksjoner.
Som et resultat av regelmessig trening utvikler brukeren evnen til å opprettholde et nivå av konsentrasjon og oppmerksomhet på oppgaven, uavhengig av ytre eller indre distraksjoner. Her er alt som i sport, det er umulig å få en atletisk kropp ved å gå på treningssenteret et par ganger eller spise en boks med proteiner. Forskning innen biofeedback EEG har vist at resultatene fra trening av denne typen vises først etter 20 dager med vanlige økter på 20 minutter hver.
underholdning
Neuroheadset gir også en mulighet til å ha det gøy. Men alle spill og underholdningsapplikasjoner er også verktøy for selvutvikling. Når du spiller spill gjennom et nevralt grensesnitt, bruker du bevisste tilstander i bevisstheten din for å kontrollere karakterene. Og dermed lære å kontrollere dem.
Flerspillerspillet Throw Trucks With Your Mind skapte mye støy på den tiden. Karakteren styres i henhold til standard førstepersons skytespill, men du kan kjempe mot andre spillere bare ved hjelp av mental innsats. For å gjøre dette vises spillerens konsentrasjons- og meditasjonsparametere på spillmonitoren.
For å kaste en boks, lastebil eller en hvilken som helst annen gjenstand fra spillets miljø på en motstander, må du løfte den opp i luften ved å bruke din mentale kraft og deretter kaste den på motstanderen. Det kan også "fly" til deg, så den som mer effektivt bruker evnen til å konsentrere seg og meditere vinner trefningen. Det var veldig spennende å kjempe med sinnets kraft mot ekte motstandere. Blant nyere spill kan vi nevne fra MyndPlay.
Produsenter tilbyr også stillere spillalternativer. For eksempel, flere populære spillapplikasjoner samtidig. Også verdt å nevne er spillet MyndPlay . Det er enkelt: du må lage tre skudd fra en bue og score maksimalt antall poeng. For hvert skudd kan du få opptil 10 poeng. Ved å bruke visuelle elementer fordyper spillet deg i omgivelsene, hvoretter karakteren din kan begynne å sikte mot målet. En konsentrasjonsnivåindikator vises i spillervinduet. Jo høyere konsentrasjon, jo nærmere ti vil pilen treffe. Det andre skuddet krever at du går inn i en meditasjonstilstand for å treffe. Det tredje skuddet vil kreve konsentrasjon igjen. Dette er hvordan spillet tydelig demonstrerer de interessante egenskapene til nevrale grensesnitt.
I tillegg til spill finnes det også interaktive nevrofilmer. Tenk deg: du satte deg ned i sofaen, tok på deg et headset og satte på en interaktiv film om skatere. På et tidspunkt oppstår det et øyeblikk når skøyteløperen har akselerert og er i ferd med å hoppe. På dette tidspunktet må du selv bli skøyteløper for å kunne konsentrere deg om hoppet og opprettholde konsentrasjonsnivået til bevisstheten til karakteren fullfører hoppet. Med tilstrekkelig konsentrasjon (sammenlignbar med det virkelige liv og nivået som vil være nødvendig i virkeligheten), vil skateren i filmen lykkes med hoppet, og plottet vil gå videre til neste interaktive gaffel. Hvis konsentrasjonen var så som så, vil skateren falle, og filmen vil følge en annen historie.
Allerede filmet på lignende måte i stil med Guy Ritchie, samt en rekke andre filmer. Faktisk avhenger handlingen og slutten av filmen direkte av innsatsen din. Og det ser veldig interessant ut.
Enkel og forgrenet logikk for tomteutvikling
Søknad på jobb
I tillegg til trenings- og underholdningsprogrammer, har utviklere laget et stort antall applikasjoner beregnet for profesjonell bruk. Et eksempel er MindRec-programmet, som ble opprettet for medisinske, idrettslige, vanlige psykologer og psykologer som jobber med representanter for rettshåndhevelsesbyråer.
Hvordan brukes den? Personen tar på seg et nevrohodesett, psykologen starter programmet og starter økten. Under økten overvåkes og registreres følgende informasjon i datamaskinens minne, nemlig: konsentrasjonsnivå, oppmerksomhet, meditasjonsnivå, rå EEG-signal, i flere typer visualisering samtidig, i området fra 0 til 70 Hz . Signaler delt inn i frekvensområder som utgjør spekteret til hovedsignalet. Oppdelingen er delt inn i 8 områder: Delta, Theta, Low Alpha, High Alpha, Low Beta, High Beta, Low Gamma, High Gamma. Ved behov utføres lyd- og videoopptak av psykologens handlinger.
Det innspilte materialet kan gjennomgås, og se alt som ble vist i sanntid under økten. Hvis psykologen ikke la merke til noe med en gang, kan han, når han studerer økten eller treningen på nytt, studere endringer i hjernebølgereaksjoner og sammenligne dem med audiovisuell informasjon. Dette er et svært verdifullt verktøy for enhver spesialist på området.
Et annet alternativ er neuromarketing. Nevroheadsettet lar deg utføre markedsundersøkelser fordi det viser en persons følelsesmessige respons på visse markedsføringsstimuli. Dette er mye mer effektivt, siden folk under undersøkelser og spørreskjemaer ikke alltid er ærlige i svarene sine. Og nevrostudier vil hjelpe deg å se det virkelige svaret, ærlig og upartisk. Ved å samle en fokusgruppe og gjennomføre testing ved hjelp av et nevrohodesett kan du få resultater som er så nærme virkeligheten som mulig.
Interaksjon med eksterne enheter
Et annet interessant område for å jobbe med nevroheadset er fjernkontroll av eksterne enheter. Veldig populært blant barn er for eksempel racingspill som tillater konkurranse mellom to, tre eller fire deltakere. Her er et velkjent eksempel på slike spill:
Vil du leke med noe annet? Vær så snill, her er andre utviklinger som også har blitt populære.
Puzzlebox Orbit Helikopter
Et lekehelikopter som styres av tankens kraft. Standardversjonen lar deg kontrollere helikopterets flyhøyde, men det er mange tillegg som gjør denne leken til en kraftig hjernetreningsmaskin. Anmeldelse .
Zen lampe
Lampen reflekterer din psyko-emosjonelle tilstand i form av en glød av en bestemt farge. Ideell for å utvikle meditasjonsferdigheter.
Force Trainer II
Den morsomste lille tingen. Skaper et holografisk bilde av spillmiljøet og objekter inne i en gjennomsiktig pyramide. Og spilleren, ved hjelp av hjernekommandoer, kontrollerer disse objektene.
Necomimi
De søte katteørene har blitt en hit over hele verden. Enheten er helt selvforsynt og krever ikke tilkobling til datamaskin eller smarttelefon. Brukeren tar på seg ørene, skrur dem på og får muligheten til å demonstrere sitt humør (psyko-emosjonelle tilstand) ved å bevege disse ørene. Forresten, et lignende produkt, , ble ikke populær selv i hjemlandet Japan. Hvor headsettet ble satt inn i dette tilfellet, kan du finne ut selv.
Neuro-headset - underholdning eller et nyttig verktøy?
Når du leser artikkelen, kan det virke som om nevrale grensesnitt og hodesett hovedsakelig er ment å underholde en person eller underholde hans følelsesmessige nød. Dette er imidlertid absolutt ikke sant. Et nevrohodesett, kombinert med passende programvare, kan godt bidra til å utvikle et lem etter alvorlig skade og redusere de negative konsekvensene av alvorlige skader. Derfor bruker forskere aktivt nevroteknologi for å hjelpe mennesker.
For eksempel, i 2016, skapte amerikanske forskere fra Johns Hopkins University et nevralt grensesnitt som hjelper til med å kontrollere individuelle fingre på en biomekanisk protese. Et år senere utviklet deres østerrikske kolleger fra universitetet i Graz et system for å skrive musikk ved å bruke tankens kraft. Den er designet for musikalsk begavede mennesker med funksjonshemminger.
Spesialister fra University of California som bruker et nevralt grensesnitt, nevromuskulær stimulering og suspensjon lam fra midjen og ned. Og brasilianske forskere, sammen med kolleger fra USA, Sveits og Tyskland, var i stand til delvis hos pasienter som bruker et nevralt grensesnitt, virtuell virkelighet og eksoskjelett. Det pågår også utvikling for å samhandle med pasienter med innelåst syndrom. Teknologien vil bidra til å identifisere slike pasienter, kommunisere med dem og gjenopprette kontrollen over kroppen.
Facebook har begynt arbeidet med et ikke-invasivt nevralt grensesnitt som vil hjelpe brukere å skrive uten tastatur. Nissan har utviklet et hjerne-maskin-grensesnitt for å lese tanker mens du kjører for å forbedre reaksjonstiden. Og Elon Musk ønsker til og med å koble hjernen med en datamaskin for å unngå å ta over verden med kunstig intelligens.
Russiske selskaper kan ennå ikke skryte av mange prestasjoner innen nevroteknologi. Imidlertid presenterte Rostec nylig en pre-produksjonsprøve av en enhet som vil hjelpe til med å utveksle informasjon mellom hjernen og en ekstern enhet. Hjelmen ble utviklet av Institute of Electronic Control Machines (INEUM) oppkalt etter. I.S. Brook. Det antas at det nevrale grensesnittet vil gjøre det mulig å kontrollere elektroniske og elektromekaniske enheter: proteser, kjøretøy.
Hva venter det nevrale grensesnittmarkedet?
Ifølge , vil det globale markedet for datamaskingrensesnitt nå 2022 milliarder dollar innen 1,72. Nå er hovedområdet for bruk av nevrale grensesnitt medisin, men underholdningsområder, så vel som militære og industrielle sfærer, utvikler seg aktivt. Et nevro-headset for å kontrollere en kamprobot er ikke lenger bare en søt fantasi om highbrow-folk i uniform, men et fullstendig løsbart problem.
På grunn av det faktum at nevrale hodesett tilbyr et åpent miljø som kan brukes til å lage din egen programvare, utvikles også privat nevroprogrammering. For eksempel, en av markedslederne, NeuroSky, er tilgjengelig for utviklere helt gratis. Og som et resultat dukker det opp flere og flere applikasjoner som bruker egenskapene til denne plattformen.
La oss merke oss at initiativet for den utbredte introduksjonen av nevrale grensesnitt og hjernebrikker møter ikke bare støtte, men også kritikk. På den ene siden kan nevrale grensesnitt forbedre behandlingen av traumatiske hjerneskader, lammelser, epilepsi eller schizofreni. På den annen side kan slike teknologier forsterke sosial ulikhet.
Det er bekymring for at det foreløpig ikke er juridisk eller etisk grunnlag for å introdusere elektroder i en frisk person. I tillegg kan det nevrale grensesnittet gjøre den menneskelige hjernen til et objekt som myndigheter, annonsører, hackere, reptiler og andre individer vil ønske å trenge gjennom, noe en normal person neppe vil være fornøyd med. Og generelt kan det nevrale grensesnittet og hodetelefonene endre egenskapene til en person, påvirke hans psyke og aktivitet som individ, og forvrenge forståelsen av mennesker som fysiologiske vesener.
Generelt er det klart at nevroteknologier vil fortsette å utvikle seg. Men det er umulig å forutsi når de vil bli virkelig tilgjengelige og enda mer effektive.
Hva annet er interessant på bloggen?
→
→
→
→
→
Kilde: www.habr.com
