Pred viac ako 100 rokmi sa vedci zaujímali o schopnosti mozgu a snažili sa pochopiť, či je možné ho nejako ovplyvniť. V roku 1875 sa anglickému lekárovi Richardovi Catovi podarilo odhaliť slabé elektrické pole na povrchu mozgu králikov a opíc. Potom došlo k mnohým objavom a výskumom, ale až v roku 1950 profesor fyziológie z Yale University Jose Manuel Rodriguez Delgado vynašiel zariadenie Stimosiver, ktoré bolo možné implantovať do mozgu a ktoré bolo ovládané pomocou rádiových signálov.
Tréning sa uskutočnil na opiciach a mačkách. Stimulácia určitej oblasti mozgu prostredníctvom implantovanej elektródy teda spôsobila, že mačka zdvihla zadnú labku. Podľa Delgada zviera počas takýchto experimentov nevykazovalo žiadne známky nepohodlia.
A o 13 rokov neskôr vedec strávil — implantovali stimulátory do mozgu býka a ovládali ho prostredníctvom prenosného vysielača.
Začala sa tak éra nervových rozhraní a technológií schopných zvýšiť biologické schopnosti človeka. Už v roku 1972 sa začal predávať kochleárny implantát, ktorý premieňal zvuk na elektrický signál, prenášal ho do mozgu a skutočne umožňoval ľuďom s ťažkým sluchovým postihnutím počuť. A v roku 1973 sa prvýkrát oficiálne použil termín „rozhranie mozog-počítač“. V roku 1998 vedec Philip Kennedy implantoval prvé nervové rozhranie do pacienta, hudobníka Johnnyho Raya. Po mŕtvici Johnny stratil schopnosť pohybu. Ale vďaka implantácii sa naučil pohybovať kurzorom tak, že si pohyb rúk len predstavoval.
Podľa vedcov myšlienku vytvorenia neurónového rozhrania prevzali veľké obchodné korporácie a startupy. Facebook a Elon Musk už oznámili svoj zámer vyvinúť systém, ktorý pomôže ovládať objekty silou myšlienky. Niektorí vkladajú svoje nádeje do neurálnych rozhraní – technológie umožnia ľuďom s postihnutím obnoviť stratené funkcie, zlepšiť rehabilitáciu človeka, ktorý utrpel mozgovú príhodu alebo traumatické poranenie mozgu. Iní sú k takémuto vývoju skeptickí a veria, že ich používanie je plné právnych a etických problémov.
Nech je to ako chce, na trhu je dostatočné množstvo veľkých hráčov. Ak veríš , niektoré vývojové produkty už boli prerušené, ale zvyšok je pomerne populárny a cenovo dostupný.
Čo je to neurónové rozhranie a ako môže byť užitočné?
Typy mozgových vĺn
Neurónové rozhranie je systém na výmenu informácií medzi ľudským mozgom a elektronickým zariadením. Ide o technológiu, ktorá umožňuje interakciu človeka s vonkajším svetom na základe zaznamenávania elektrickej aktivity mozgu – elektroencefalogramu (EEG). Túžba človeka vykonať nejakú akciu sa odráža v zmenách EEG, ktoré zase dešifruje počítač.
Neurorozhrania môžu byť jednosmerné alebo obojsmerné. Tí prví buď prijímajú signály z mozgu, alebo ich doň posielajú. Ten môže súčasne vysielať a prijímať signály.
Existuje niekoľko metód na meranie mozgových signálov. Sú rozdelené do troch typov.
- Neinvazívne. Na hlave sú umiestnené senzory na meranie elektrických potenciálov generovaných mozgom (EEG) a magnetickým poľom (MEG).
- Poloinvazívne. Elektródy sú umiestnené na odkrytom povrchu mozgu.
- Invazívne. Mikroelektródy sú umiestnené priamo do mozgovej kôry a merajú aktivitu jedného neurónu.
Kľúčovou vlastnosťou neurálneho rozhrania je, že vám umožňuje pripojiť sa priamo k mozgu. Čo to môže urobiť v praxi? Neurónové rozhrania môžu napríklad uľahčiť alebo radikálne zmeniť životy paralyzovaných ľudí. Niektorí nevedia písať, hýbať sa ani rozprávať. Ale zároveň ich mozog celkom funguje. Neurónové rozhranie umožní týmto ľuďom vykonávať určité akcie čítaním zámerov pomocou elektród pripojených k mozgu.
Ďalšiu možnosť využitia neurálneho rozhrania vymysleli americkí vedci, ktorí vyvinuli kyberprotézu schopnú zlepšiť ľudskú pamäť o 30 %. Prístroj generuje nervové impulzy, ktoré pacientovi pomáhajú vytvárať si nové spomienky a pamätať si tváre príbuzných. Očakáva sa, že vývoj pomôže v boji so stareckou demenciou, Alzheimerovou chorobou a ďalšími problémami s pamäťou.
Okrem zdravia môžu byť nervové rozhrania použité na osobný rozvoj človeka, na prácu a zábavu, ako aj na interakciu s ostatnými. Čo zaujímavé teda môže neurotechnológia ponúknuť v týchto oblastiach?
šľachtenia sám seba
Snáď najobľúbenejšou oblasťou použitia neurónových rozhraní a všetkých druhov aplikácií je rozvoj akýchkoľvek ľudských schopností. Venujú sa tomu rôzne školenia, systémy na rozvoj mentálnych schopností, systémy na zmenu správania, systémy na predchádzanie stresu, ADHD, systémy na prácu s psycho-emocionálnymi stavmi a pod. Tento typ aktivity má dokonca svoj vlastný termín „Brain fitness“.
Čo je podstatou myšlienky? V dôsledku mnohých štúdií sa vytvorili niektoré osvedčené myšlienky o tom, ako tá alebo oná mozgová aktivita zodpovedá stavom ľudského vedomia. Objavili sa algoritmy na určenie úrovne pozornosti, koncentrácie a meditácie a duševnej relaxácie. Pridajte k tomu schopnosť čítať EEG a elektromyografiu (EMG) a výsledkom je obraz o aktuálnom stave človeka.
A keď sa potrebujete naučiť, ako navodiť špecifický psycho-emocionálny stav, človek sa trénuje pomocou zariadenia, ku ktorému je pripojené neurónové rozhranie. Existuje veľké množstvo programov na vizualizáciu EEG a psycho-emocionálnych stavov, nebudeme ich všetky popisovať. Tréning na privolanie človeka do požadovaného stavu vedomia sa vykonáva pomocou technológie biofeedback EEG (biofeedback na základe elektroencefalografie).
Ako to vyzerá v praxi: Rodičia chcú zlepšiť študijné výsledky svojho dieťaťa a prekonať ADHD (porucha pozornosti s hyperaktivitou). Na tento účel použite špeciálny program (napríklad od ), výber predvolieb na trénovanie želaných stavov: všímavosť, koncentrácia, relaxácia, meditácia, prevencia hyperkoncentrácie. Vyberte si tréningový program na úrovni koncentrácie. A spustia to.
Program ponúka dieťaťu tréning, pri ktorom potrebuje udržať vlny Alfa a Beta nad určitou úrovňou. Vlny by nemali klesnúť pod určitú úroveň. Zároveň sa v okne programu prehráva video materiál vybraný rodičmi. Napríklad vaša obľúbená karikatúra. Dieťa jednoducho sleduje karikatúru, sleduje hladiny Alfa a Beta vĺn a nič iné nerobí. Ďalej prichádza do hry biofeedback. Úlohou dieťaťa je udržiavať úrovne alfa a beta počas celého tréningu.
Ak jedna z úrovní klesne pod požadovaný indikátor, kreslený film sa preruší. Počas prvých lekcií sa dieťa pokúsi zmysluplne vrátiť do požadovaného stavu, aby si mohlo pozrieť karikatúru. Po určitom čase sa však mozog naučí samostatne sa vrátiť do tohto stavu, ak z neho vypadne (za predpokladu, že karikatúra je pre dieťa zaujímavá a stav sledovania je pre mozog „pohodlný“). Vďaka tomu sa u dieťaťa rozvíja schopnosť navodenia potrebného stavu koncentrácie, ako aj schopnosť udržať koncentráciu na určitej úrovni.
Vyzerá to strašidelne, ale neponáhľajte sa vystrašiť a zavolajte opatrovnícke orgány. Existujú aj jednoduchšie riešenia založené na hrách. Napríklad, od NeuroSky. Úlohou hráča je prinútiť mravca tlačiť predmet k sebe do mraveniska. Ale aby sa mravec mohol pohybovať bez zastavenia, je potrebné udržiavať určitú úroveň koncentrácie nad určitým bodom na zodpovedajúcej stupnici.
Keď sa sústredíte na proces, mravec tlačí predmet. Akonáhle hladina koncentrácie klesne, mravec sa zastaví a vy strácate čas, čím sa váš výsledok zhorší. S každou úrovňou sa hra stáva ťažšou, pretože sa zvyšuje požadovaná úroveň koncentrácie. Existujú aj ďalšie rozptýlenia.
V dôsledku pravidelného školenia si používateľ rozvíja schopnosť udržať úroveň koncentrácie a pozornosti pri vykonávaní úlohy, bez ohľadu na vonkajšie alebo vnútorné rozptýlenie. Tu je všetko ako v športe, nie je možné získať vyšportované telo párkrát do fitness centra alebo zjedením plechovky bielkovín. Výskum v oblasti biofeedback EEG ukázal, že výsledky z tréningu tohto druhu sa dostavia až po 20 dňoch pravidelných sedení po 20 minútach.
zábava
Neuroheadsety tiež poskytujú príležitosť na zábavu. Ale všetky hry a zábavné aplikácie sú zároveň nástrojmi na sebarozvoj. Pri hraní hier cez neurónové rozhranie používate vedomé stavy svojho vedomia na ovládanie postáv. A tak sa ich naučte ovládať.
Hra pre viacerých hráčov Throw Trucks With Your Mind narobila v minulosti veľa hluku. Postava sa ovláda podľa štandardnej schémy strieľačiek z pohľadu prvej osoby, no bojovať s ostatnými hráčmi môžete len s pomocou mentálneho úsilia. K tomu sa na hernom monitore zobrazujú parametre koncentrácie a meditácie hráča.
Ak chcete hodiť krabicu, nákladiak alebo akýkoľvek iný predmet z prostredia hry na súpera, musíte ho pomocou svojej mentálnej sily zdvihnúť do vzduchu a potom ho hodiť na súpera. Môže k vám aj „priletieť“, takže prestrelku vyhráva ten, kto efektívnejšie využíva schopnosť koncentrácie a meditácie. Bolo veľmi vzrušujúce bojovať silou mysle proti skutočným súperom. Z novších hier môžeme spomenúť z MyndPlay.
Výrobcovia ponúkajú aj tichšie možnosti hry. Napríklad, niekoľko populárnych herných aplikácií naraz. Za zmienku stojí aj hra MyndPlay . Je to jednoduché: musíte urobiť tri výstrely z luku a získať maximálny počet bodov. Za každý výstrel môžete získať až 10 bodov. Pomocou vizuálov vás hra ponorí do svojho prostredia, po ktorom môže vaša postava začať mieriť na cieľ. V okne prehrávača sa zobrazí indikátor úrovne koncentrácie. Čím vyššia koncentrácia, tým bližšie k desiatke šíp zasiahne. Druhý výstrel vyžaduje, aby ste vstúpili do stavu meditácie, aby ste zasiahli. Tretí výstrel si bude vyžadovať opäť koncentráciu. Takto hra názorne demonštruje zaujímavé schopnosti neurónových rozhraní.
Okrem hier existujú aj interaktívne neurofilmy. Predstavte si: sadli ste si na pohovku, nasadili si náhlavnú súpravu a zapli interaktívny film o korčuliaroch. V určitej fáze nastane moment, keď korčuliar zrýchlil a chystá sa skočiť. V tomto bode sa musíte sami stať korčuliarmi, aby ste sa mohli sústrediť na skok a udržať úroveň koncentrácie vedomia, kým postava nedokončí skok. Pri dostatočnom sústredení (porovnateľnom so skutočným životom a úrovňou, ktorá bude v realite potrebná), korčuliar vo filme úspešne urobí skok a dej sa presunie na ďalšiu interaktívnu vidličku. Ak bola koncentrácia taká-tak, potom korčuliar padne a film bude sledovať inú dejovú líniu.
Už nakrútené podobným spôsobom v štýle Guya Ritchieho, ako aj množstvo ďalších filmov. V skutočnosti dej a koniec filmu priamo závisí od vášho úsilia. A vyzerá to veľmi zaujímavo.
Jednoduchá a rozvetvená logika vývoja zápletky
Aplikácia v práci
Okrem školiacich a zábavných programov vývojári vytvorili veľké množstvo aplikácií určených na profesionálne použitie. Príkladom je program MindRec, ktorý bol vytvorený pre medicínskych, športových, bežných psychológov a psychológov spolupracujúcich so zástupcami orgánov činných v trestnom konaní.
Ako sa používa? Osoba si nasadí neuronáhlavnú súpravu, psychológ spustí program a začne sedenie. Počas sedenia sú monitorované a zaznamenávané do pamäte počítača nasledovné informácie, a to: úroveň koncentrácie, pozornosti, úroveň meditácie, surový EEG signál, a to vo viacerých typoch vizualizácie súčasne, v rozsahu od 0 do 70 Hz . Signály rozdelené do frekvenčných rozsahov, ktoré tvoria spektrum hlavného signálu. Rozdelenie sa robí do 8 rozsahov: Delta, Theta, Nízka Alfa, Vysoká Alfa, Nízka Beta, Vysoká Beta, Nízka gama, Vysoká Gamma. V prípade potreby sa vykonávajú zvukové a obrazové záznamy z úkonov psychológa.
Zaznamenaný materiál je možné prezerať a vidieť všetko, čo bolo zobrazené v reálnom čase počas relácie. Ak si psychológ niečo nevšimol hneď, tak pri opätovnom preštudovaní sedenia alebo tréningu môže študovať zmeny v reakciách mozgových vĺn a porovnávať ich s audiovizuálnymi informáciami. Je to veľmi cenný nástroj pre každého špecialistu v danej oblasti.
Ďalšou možnosťou je neuromarketing. Neuroheadset vám umožňuje vykonávať marketingový prieskum, pretože ukazuje emocionálnu reakciu človeka na určité marketingové podnety. Je to oveľa efektívnejšie, pretože ľudia počas prieskumov a dotazníkov nie sú vždy úprimní vo svojich odpovediach. A neuroštúdia vám pomôže vidieť skutočnú odpoveď, čestnú a nestrannú. Zhromaždením cieľovej skupiny a vykonaním testovania pomocou neuronáhlavnej súpravy môžete získať výsledky, ktoré sú čo najbližšie k realite.
Interakcia s externými zariadeniami
Ďalšou zaujímavou oblasťou práce s neuroheadsetmi je diaľkové ovládanie externých zariadení. Veľmi obľúbené medzi deťmi sú napríklad závodné hry, ktoré umožňujú súťažiť medzi dvoma, tromi a štyrmi účastníkmi. Tu je známy príklad takýchto hier:
Chcete sa hrať s niečím iným? Prosím, tu sú ďalšie novinky, ktoré sa tiež stali populárnymi.
Orbitálna helikoptéra Puzzlebox
Hračkársky vrtuľník, ktorý je ovládaný silou myšlienky. Štandardná verzia vám umožňuje ovládať výšku letu helikoptéry, no existuje veľa doplnkov, ktoré z tejto hračky spravia výkonný stroj na posilňovanie mozgu. Preskúmanie .
Zen lampa
Lampa odráža váš psycho-emocionálny stav vo forme žiary určitej farby. Ideálne pre rozvoj meditačných schopností.
Silový tréner II
Najzábavnejšia maličkosť. Vytvára holografický obraz herného prostredia a predmetov vo vnútri priehľadnej pyramídy. A hráč pomocou príkazov mozgu ovláda tieto objekty.
Necomimi
Roztomilé mačacie ušká sa stali hitom po celom svete. Zariadenie je úplne sebestačné a nevyžaduje pripojenie k počítaču alebo smartfónu. Používateľ si uši nasadí, zapne a pohybom týchto uší dostane možnosť demonštrovať svoju náladu (psycho-emocionálny stav). Mimochodom, podobný produkt, , sa nestal populárnym ani vo svojej domovine, Japonsku. Kde bol headset vložený v tomto prípade, môžete zistiť sami.
Neuro-headset - zábava alebo užitočný nástroj?
Pri čítaní článku sa môže zdať, že neurónové rozhrania a náhlavné súpravy sú určené hlavne na pobavenie človeka alebo pobavenie jeho emocionálneho trápenia. To však absolútne nie je pravda. Neuroheadset v spojení s vhodným softvérom môže dobre pomôcť pri vývoji končatiny po ťažkom zranení a znížiť negatívne následky ťažkých zranení. Vedci preto aktívne využívajú neurotechnológiu na pomoc ľuďom.
Napríklad v roku 2016 americkí vedci z Johns Hopkins University vytvorili nervové rozhranie, ktoré pomáha ovládať jednotlivé prsty biomechanickej protézy. O rok neskôr ich rakúski kolegovia z univerzity v Grazi vyvinuli systém na písanie hudby pomocou sily myšlienky. Je určený pre hudobne nadaných ľudí so zdravotným znevýhodnením.
Špecialisti z Kalifornskej univerzity využívajúce nervové rozhranie, neuromuskulárnu stimuláciu a zavesenie ochrnutý od pása dole. A brazílski vedci spolu s kolegami z USA, Švajčiarska a Nemecka čiastočne dokázali u pacientov používajúcich neurónové rozhranie, virtuálnu realitu a exoskelet. Vývoj prebieha aj v oblasti interakcie s pacientmi so syndrómom uzamknutia. Technológia pomôže identifikovať takýchto pacientov, komunikovať s nimi a obnoviť kontrolu nad telom.
Facebook začal pracovať na neinvazívnom neurónovom rozhraní, ktoré používateľom pomôže písať bez klávesnice. Nissan vyvinul rozhranie mozog-stroj na čítanie myšlienok počas jazdy s cieľom zlepšiť reakčné časy. A Elon Musk chce dokonca prepojiť mozog s počítačom, aby sa vyhol ovládnutiu sveta umelou inteligenciou.
Ruské spoločnosti sa zatiaľ nemôžu pochváliť mnohými úspechmi v oblasti neurotechnológií. Rostec však nedávno predstavil predprodukčnú vzorku zariadenia, ktoré pomôže pri výmene informácií medzi mozgom a externým zariadením. Prilba bola vyvinutá Inštitútom elektronických riadiacich strojov (INEUM) pomenovaným po ňom. I. S. Brook. Predpokladá sa, že neurónové rozhranie umožní ovládať elektronické a elektromechanické zariadenia: protetiku, vozidlá.
Čo čaká trh s neurónovým rozhraním?
Podľa Globálny trh s počítačovými rozhraniami dosiahne do roku 2022 hodnotu 1,72 miliardy USD. Teraz je hlavnou oblasťou použitia neurónových rozhraní medicína, ale oblasti zábavy, ako aj vojenská a priemyselná sféra sa aktívne rozvíjajú. Neuro-náhlavná súprava na ovládanie bojového robota už nie je len sladkou fantáziou ľudí v uniformách, ale úplne riešiteľným problémom.
Vzhľadom na to, že neurónové headsety ponúkajú otvorené prostredie, z ktorého je možné vytvárať vlastný softvér, rozvíja sa aj súkromné neuroprogramovanie. Napríklad, jeden z lídrov na trhu, NeuroSky, je pre vývojárov k dispozícii úplne zadarmo. A vďaka tomu sa objavuje stále viac aplikácií, ktoré využívajú možnosti tejto platformy.
Všimnime si, že iniciatíva za plošné zavedenie neurónových rozhraní a mozgových čipov čelí nielen podpore, ale aj kritike. Na jednej strane môžu nervové rozhrania zlepšiť liečbu traumatických poranení mozgu, paralýzy, epilepsie alebo schizofrénie. Na druhej strane takéto technológie môžu prehĺbiť sociálnu nerovnosť.
Existujú obavy, že v súčasnosti neexistuje právny ani etický základ pre zavedenie elektród do zdravého človeka. Neurónové rozhranie navyše dokáže z ľudského mozgu urobiť objekt, do ktorého budú chcieť preniknúť vlády, inzerenti, hackeri, plazi a iní jednotlivci, s ktorým normálny človek pravdepodobne nebude spokojný. A vôbec, neurónové rozhranie a náhlavné súpravy môžu zmeniť vlastnosti človeka, ovplyvniť jeho psychiku a aktivitu ako jednotlivca a skresliť chápanie ľudí ako fyziologických bytostí.
Vo všeobecnosti je jasné, že neurotechnológie sa budú naďalej rozvíjať. Nedá sa však predpovedať, kedy budú skutočne dostupné a ešte efektívnejšie.
Čo je na blogu ešte zaujímavé?
→
→
→
→
→
Zdroj: hab.com