Há mais de 100 anos, os cientistas se interessaram pelas capacidades do cérebro e tentaram entender se era possível influenciá-lo de alguma forma. Em 1875, o médico inglês Richard Cato conseguiu detectar um campo elétrico fraco na superfície do cérebro de coelhos e macacos. Depois houve muitas descobertas e pesquisas, mas somente em 1950, o professor de fisiologia da Universidade de Yale, José Manuel Rodriguez Delgado, inventou o dispositivo Stimosiver, que poderia ser implantado no cérebro e controlado por sinais de rádio.
O treinamento foi realizado em macacos e gatos. Assim, a estimulação de uma determinada área do cérebro através de um eletrodo implantado fez com que o gato levantasse a pata traseira. Segundo Delgado, o animal não apresentou sinais de desconforto durante esses experimentos.
E 13 anos depois, o cientista passou — implantou estimuladores no cérebro de um touro e o controlou por meio de um transmissor portátil.
Assim começou a era das interfaces neurais e das tecnologias capazes de aumentar as capacidades biológicas humanas. Já em 1972, foi colocado à venda um implante coclear, que convertia o som em sinal elétrico, transmitia-o ao cérebro e permitia realmente ouvir pessoas com deficiência auditiva grave. E em 1973, o termo “interface cérebro-computador” foi usado oficialmente pela primeira vez. Em 1998, o cientista Philip Kennedy implantou a primeira interface neural em um paciente, o músico Johnny Ray. Após o derrame, Johnny perdeu a capacidade de se mover. Mas graças à implantação, ele aprendeu a mover o cursor apenas imaginando o movimento das suas mãos.
Seguindo os cientistas, a ideia de criar uma interface neural foi adotada por grandes corporações e startups. O Facebook e Elon Musk já anunciaram a intenção de desenvolver um sistema que ajude a controlar objetos com o poder do pensamento. Alguns depositam suas esperanças em interfaces neurais - as tecnologias permitirão que pessoas com deficiência restaurem funções perdidas, melhorem a reabilitação de uma pessoa que sofreu um acidente vascular cerebral ou lesão cerebral traumática. Outros são céticos em relação a tais desenvolvimentos, acreditando que a sua utilização está repleta de problemas legais e éticos.
Seja como for, existe um número suficiente de grandes players no mercado. Se você acredita , alguns desenvolvimentos já foram descontinuados, mas o restante é bastante popular e acessível.
O que é uma interface neural e como ela pode ser útil?
Tipos de ondas cerebrais
Uma interface neural é um sistema para troca de informações entre o cérebro humano e um dispositivo eletrônico. Trata-se de uma tecnologia que permite a uma pessoa interagir com o mundo exterior a partir do registro da atividade elétrica do cérebro - um eletroencefalograma (EEG). O desejo de uma pessoa de realizar alguma ação se reflete em alterações no EEG, que por sua vez é decifrado pelo computador.
As neurointerfaces podem ser unidirecionais ou bidirecionais. Os primeiros recebem sinais do cérebro ou os enviam para ele. Este último pode enviar e receber sinais simultaneamente.
Existem vários métodos para medir sinais cerebrais. Eles são divididos em três tipos.
- não invasivo. Sensores são colocados na cabeça para medir os potenciais elétricos gerados pelo cérebro (EEG) e o campo magnético (MEG).
- Semi-invasivo. Os eletrodos são colocados na superfície exposta do cérebro.
- Invasivo. Microeletrodos são colocados diretamente no córtex cerebral, medindo a atividade de um único neurônio.
A principal característica da interface neural é que ela permite a conexão direta com o cérebro. O que isso pode fazer na prática? As interfaces neurais, por exemplo, podem facilitar ou mudar radicalmente a vida de pessoas paralisadas. Alguns não conseguem escrever, mover-se ou falar. Mas, ao mesmo tempo, seus cérebros estão funcionando perfeitamente. A interface neural permitirá que essas pessoas realizem determinadas ações lendo intenções por meio de eletrodos conectados ao cérebro.
Outra opção de uso da interface neural foi inventada por cientistas americanos que desenvolveram uma prótese cibernética capaz de melhorar a memória humana em 30%. O aparelho gera impulsos nervosos que ajudam o paciente a formar novas memórias e a lembrar rostos de parentes. Espera-se que o desenvolvimento ajude a combater a demência senil, a doença de Alzheimer e outros problemas de memória.
Além da saúde, as interfaces neurais podem ser utilizadas para o desenvolvimento pessoal de uma pessoa, para trabalho e entretenimento, bem como para interação com outras pessoas. Então, que coisas interessantes a neurotecnologia pode oferecer nessas áreas?
Auto-perfeição
Talvez a área de aplicação mais popular de interfaces neurais e todos os tipos de aplicações seja o desenvolvimento de quaisquer habilidades humanas. Vários treinamentos são dedicados a isso, sistemas para o desenvolvimento de habilidades mentais, sistemas para mudança de comportamento, sistemas para prevenção de estresse, TDAH, sistemas para trabalhar com estados psicoemocionais e assim por diante. Esse tipo de atividade tem até um termo próprio, “Aptidão cerebral”.
Qual é a essência da ideia? Como resultado de numerosos estudos, algumas ideias comprovadas foram formadas sobre como esta ou aquela atividade cerebral corresponde aos estados da consciência humana. Surgiram algoritmos para determinar o nível de atenção, concentração e meditação e relaxamento mental. Adicione a isso a capacidade de ler EEG e eletromiografia (EMG), e o resultado é uma imagem do estado atual de uma pessoa.
E quando você precisa aprender como induzir um estado psicoemocional específico, uma pessoa treina usando um dispositivo ao qual uma interface neural está conectada. Há um grande número de programas para visualizar EEG e estados psicoemocionais; não descreveremos todos eles. O treinamento para trazer uma pessoa ao estado de consciência necessário é realizado usando a tecnologia EEG de biofeedback (biofeedback baseado em eletroencefalografia).
O que acontece na prática: os pais querem melhorar o desempenho acadêmico de seus filhos e superar o TDAH (transtorno de déficit de atenção e hiperatividade). Para fazer isso, use um programa especial (por exemplo, de ), escolhendo predefinições para treinar os estados desejados: mindfulness, concentração, relaxamento, meditação, prevenção da hiperconcentração. Selecione um programa de treinamento de nível de concentração. E eles lançam.
O programa oferece à criança um treinamento no qual ela precisa manter as ondas Alfa e Beta acima de um determinado nível. As ondas não devem cair abaixo de um determinado nível. Ao mesmo tempo, o material de vídeo selecionado pelos pais é reproduzido na janela do programa. Por exemplo, seu desenho animado favorito. A criança simplesmente assiste ao desenho animado, monitora os níveis das ondas Alfa e Beta e não faz mais nada. Em seguida, o biofeedback entra em ação. A tarefa da criança é manter os níveis Alfa e Beta durante todo o treinamento.
Se um dos níveis cair abaixo do indicador exigido, o desenho é interrompido. Durante as primeiras aulas, a criança tentará retornar de forma significativa ao estado desejado para assistir ao desenho animado. Mas depois de algum tempo, o cérebro aprenderá a retornar independentemente a esse estado se cair fora dele (desde que o desenho animado seja interessante para a criança e o estado de visualização seja “confortável” para o cérebro). Como resultado, a criança desenvolve a capacidade de induzir o estado de concentração necessário, bem como a capacidade de manter a concentração em um determinado nível.
Parece assustador, mas não se apresse em se assustar e ligue para as autoridades tutelares. Existem também soluções mais simples baseadas em jogos. Por exemplo, da NeuroSky. A tarefa do jogador é fazer com que a formiga empurre um objeto em sua direção para dentro do formigueiro. Mas para que a formiga se mova sem parar, é necessário manter um certo nível de concentração acima de um determinado ponto da escala correspondente.
Quando você se concentra no processo, a formiga empurra o objeto. Assim que o nível de concentração cai, a formiga para e você perde tempo, piorando o seu resultado. A cada nível, o jogo se torna mais difícil à medida que o nível de concentração exigido aumenta. Existem também distrações adicionais.
Como resultado de um treino regular, o utilizador desenvolve a capacidade de manter um nível de concentração e atenção na tarefa que tem em mãos, independentemente de distrações externas ou internas. Aqui tudo é como no esporte, é impossível conseguir um corpo atlético indo algumas vezes à academia ou comendo uma lata de proteínas. Pesquisas na área de biofeedback EEG mostraram que os resultados de treinamentos desse tipo só aparecem após 20 dias de sessões regulares de 20 minutos cada.
diversão
Os neuroheadsets também oferecem uma oportunidade de diversão. Mas todos os jogos e aplicativos de entretenimento também são ferramentas de autodesenvolvimento. Ao jogar por meio de uma interface neural, você usa estados conscientes de sua consciência para controlar os personagens. E assim aprenda a controlá-los.
O jogo multijogador Throw Trucks With Your Mind fez muito barulho naquela época. O personagem é controlado de acordo com o esquema padrão de tiro em primeira pessoa, mas você só pode lutar contra outros jogadores com a ajuda de esforços mentais. Para fazer isso, os parâmetros de concentração e meditação do jogador são exibidos no monitor do jogo.
Para lançar uma caixa, caminhão ou qualquer outro objeto do ambiente do jogo em um oponente, você deve levantá-lo no ar usando seu poder mental e depois jogá-lo no oponente. Ele também pode “voar” até você, então aquele que usar de forma mais eficaz a capacidade de concentração e meditação vencerá o confronto. Foi muito emocionante lutar com o poder da mente contra adversários reais. Entre os jogos mais recentes podemos citar do MyndPlay.
Os fabricantes também oferecem opções de jogo mais silenciosas. Por exemplo, vários aplicativos de jogos populares ao mesmo tempo. Também vale a pena mencionar o jogo MyndPlay . É simples: você precisa dar três tiros de arco e marcar o máximo de pontos. Para cada tiro você pode ganhar até 10 pontos. Usando recursos visuais, o jogo mergulha você em seu ambiente, após o qual seu personagem pode começar a mirar no alvo. Um indicador do nível de concentração aparece na janela do player. Quanto maior a concentração, mais próximo do dez a flecha atingirá. O segundo tiro exige que você entre em estado de meditação para acertar. O terceiro tiro exigirá concentração novamente. É assim que o jogo demonstra claramente as capacidades interessantes das interfaces neurais.
Além dos jogos, também existem neurofilmes interativos. Imagine: você sentou no sofá, colocou um fone de ouvido e ligou um filme interativo sobre skatistas. Em algum momento, surge um momento em que o patinador acelerou e está prestes a pular. Neste ponto, você deve se tornar um patinador para se concentrar no salto e manter o nível de concentração de consciência até que o personagem termine o salto. Com concentração suficiente (comparável à vida real e ao nível que será necessário na realidade), o patinador do filme dará o salto com sucesso e a trama passará para a próxima bifurcação interativa. Se a concentração fosse moderada, o patinador cairia e o filme seguiria um enredo diferente.
Já filmado de forma semelhante no estilo de Guy Ritchie, assim como vários outros filmes. Na verdade, o enredo e o final do filme dependem diretamente de seus esforços. E parece muito interessante.
Lógica simples e ramificada de desenvolvimento do enredo
Aplicação no trabalho
Além de programas de treinamento e entretenimento, os desenvolvedores criaram um grande número de aplicativos destinados ao uso profissional. Um exemplo é o programa MindRec, que foi criado para médicos, esportes, psicólogos comuns e psicólogos que trabalham com representantes de agências de aplicação da lei.
Como isso é usado? A pessoa coloca um neuroheadset, o psicólogo inicia o programa e inicia a sessão. Durante a sessão são monitorizadas e registadas na memória do computador as seguintes informações, nomeadamente: nível de concentração, atenção, nível de meditação, sinal EEG bruto, em vários tipos de visualização ao mesmo tempo, na faixa de 0 a 70 Hz . Sinais divididos em faixas de frequência que compõem o espectro do sinal principal. A divisão é feita em 8 faixas: Delta, Teta, Alfa Baixo, Alfa Alto, Beta Baixo, Beta Alto, Gama Baixo, Gama Alto. Se necessário, são realizadas gravações de áudio e vídeo das ações do psicólogo.
O material gravado pode ser revisado, vendo tudo o que foi exibido em tempo real durante a sessão. Se o psicólogo não percebeu algo de imediato, ao reestudar a sessão ou treinamento, ele poderá estudar as mudanças nas reações das ondas cerebrais e compará-las com as informações audiovisuais. Esta é uma ferramenta muito valiosa para qualquer especialista na área.
Outra opção é o neuromarketing. O neuroheadset permite realizar pesquisas de marketing porque mostra a resposta emocional de uma pessoa a determinados estímulos de marketing. Isto é muito mais eficaz, pois durante as pesquisas e questionários as pessoas nem sempre são honestas nas suas respostas. E o neuroestudo o ajudará a ver a resposta real, honesta e imparcial. Ao reunir um grupo focal e realizar testes usando um neuroheadset, você pode obter resultados o mais próximos possível da realidade.
Interação com dispositivos externos
Outra área interessante de trabalho com neuroheadsets é o controle remoto de dispositivos externos. Muito populares entre as crianças, por exemplo, são os jogos de corrida que permitem a competição entre dois, três e quatro participantes. Aqui está um exemplo bem conhecido de tais jogos:
Você quer brincar com outra coisa? Por favor, aqui estão outros desenvolvimentos que também se tornaram populares.
Helicóptero de órbita Puzzlebox
Um helicóptero de brinquedo controlado pelo poder do pensamento. A versão padrão permite controlar a altitude de vôo do helicóptero, mas existem muitos complementos que transformam este brinquedo em uma poderosa máquina de exercícios cerebrais. Análise .
Lâmpada Zen
A lâmpada reflete seu estado psicoemocional na forma de um brilho de uma determinada cor. Ideal para desenvolver habilidades de meditação.
Treinador de Força II
A coisinha mais divertida. Cria uma imagem holográfica do ambiente do jogo e dos objetos dentro de uma pirâmide transparente. E o jogador, por meio de comandos cerebrais, controla esses objetos.
Necomimi
As lindas orelhas de gato se tornaram um sucesso em todo o mundo. O dispositivo é totalmente autossuficiente e não requer conexão com computador ou smartphone. O usuário coloca as orelhas, liga-as e tem a oportunidade de demonstrar seu humor (estado psicoemocional) movimentando essas orelhas. A propósito, um produto semelhante, , não se tornou popular nem mesmo em sua terra natal, o Japão. Onde o fone de ouvido foi inserido neste caso, você pode descobrir por si mesmo.
Neuro-headset - entretenimento ou ferramenta útil?
Ao ler o artigo, pode parecer que as interfaces neurais e os fones de ouvido têm como objetivo principal entreter uma pessoa ou divertir seu sofrimento emocional. No entanto, isso não é absolutamente verdade. Um neuroheadset, juntamente com software apropriado, pode muito bem ajudar a desenvolver um membro após lesões graves e reduzir as consequências negativas de lesões graves. Portanto, os cientistas estão usando ativamente a neurotecnologia para ajudar as pessoas.
Por exemplo, em 2016, cientistas americanos da Universidade Johns Hopkins criaram uma interface neural que ajuda a controlar os dedos individuais de uma prótese biomecânica. Um ano depois, os seus colegas austríacos da Universidade de Graz desenvolveram um sistema para escrever música utilizando o poder do pensamento. Ele é projetado para pessoas com deficiência musicalmente dotadas.
Especialistas da Universidade da Califórnia usam interface neural, estimulação neuromuscular e suspensão paralisado da cintura para baixo. E pesquisadores brasileiros, juntamente com colegas dos EUA, Suíça e Alemanha, conseguiram parcialmente em pacientes usando interface neural, realidade virtual e exoesqueleto. Também estão em andamento desenvolvimentos para interagir com pacientes com síndrome de encarceramento. A tecnologia ajudará a identificar esses pacientes, comunicar-se com eles e restaurar o controle sobre o corpo.
O Facebook começou a trabalhar em uma interface neural não invasiva que ajudará os usuários a digitar sem teclado. A Nissan desenvolveu uma interface cérebro-máquina para ler pensamentos enquanto dirige para melhorar os tempos de reação. E Elon Musk quer até conectar o cérebro a um computador para evitar dominar o mundo pela inteligência artificial.
As empresas russas ainda não podem orgulhar-se de muitas conquistas no campo das neurotecnologias. No entanto, a Rostec apresentou recentemente uma amostra de pré-produção de um dispositivo que ajudará na troca de informações entre o cérebro e um dispositivo externo. O capacete foi desenvolvido pelo Instituto de Máquinas de Controle Eletrônico (INEUM). IS Brook. Supõe-se que a interface neural permitirá controlar dispositivos eletrônicos e eletromecânicos: próteses, veículos.
O que aguarda o mercado de interfaces neurais?
Conforme , o mercado global de interfaces de computador atingirá US$ 2022 bilhão até 1,72. Agora, a principal área de aplicação das interfaces neurais é a medicina, mas as áreas de entretenimento, bem como as esferas militar e industrial, estão se desenvolvendo ativamente. Um neuro-fone de ouvido para controlar um robô de combate não é mais apenas uma doce fantasia de pessoas intelectuais uniformizadas, mas um problema completamente solucionável.
Devido ao fato de os headsets neurais oferecerem um ambiente aberto que pode ser usado para criar seu próprio software, a neuroprogramação privada também está se desenvolvendo. Por exemplo, um dos líderes de mercado, NeuroSky, está disponível para desenvolvedores de forma totalmente gratuita. E como resultado, aparecem cada vez mais aplicativos que utilizam os recursos desta plataforma.
Notemos que a iniciativa para a introdução generalizada de interfaces neurais e chips cerebrais enfrenta não apenas apoio, mas também críticas. Por um lado, as interfaces neurais podem melhorar o tratamento de lesões cerebrais traumáticas, paralisia, epilepsia ou esquizofrenia. Por outro lado, tais tecnologias podem agravar a desigualdade social.
Há preocupações de que atualmente não exista base legal ou ética para a introdução de eletrodos em uma pessoa saudável. Além disso, a interface neural pode tornar o cérebro humano um objeto que governos, anunciantes, hackers, reptilianos e outros indivíduos desejarão penetrar, o que dificilmente agradará uma pessoa normal. E, em geral, a interface neural e os fones de ouvido podem alterar as características de uma pessoa, afetar sua psique e atividade como indivíduo e distorcer a compreensão das pessoas como seres fisiológicos.
Em geral, é claro que as neurotecnologias continuarão a desenvolver-se. Mas é impossível prever quando se tornarão verdadeiramente acessíveis e ainda mais eficazes.
O que mais há de interessante no blog?
→
→
→
→
→
Fonte: habr.com