Pred več kot 100 leti so se znanstveniki zanimali za zmožnosti možganov in poskušali razumeti, ali je nanje mogoče nekako vplivati. Leta 1875 je angleškemu zdravniku Richardu Catu uspelo zaznati šibko električno polje na površini možganov zajcev in opic. Potem je bilo veliko odkritij in raziskav, a šele leta 1950 je profesor fiziologije na univerzi Yale Jose Manuel Rodriguez Delgado izumil napravo Stimosiver, ki jo je bilo mogoče vsaditi v možgane in ki je bila krmiljena z radijskimi signali.
Usposabljanje je potekalo na opicah in mačkah. Tako je stimulacija določenega predela možganov preko vsajene elektrode povzročila, da je mačka dvignila zadnjo taco. Po Delgadovih besedah žival med tovrstnimi poskusi ni kazala znakov nelagodja.
In 13 let kasneje je znanstvenik preživel — v možgane bika vsadili stimulatorje in jih krmilili preko prenosnega oddajnika.
Tako se je začelo obdobje nevronskih vmesnikov in tehnologij, ki lahko povečajo človekove biološke sposobnosti. Že leta 1972 je prišel v prodajo polžev vsadek, ki je zvok pretvoril v električni signal, ga prenesel v možgane in ljudem s hudimi okvarami sluha dejansko omogočil slišanje. In leta 1973 je bil izraz "vmesnik možgani-računalnik" prvič uradno uporabljen. Leta 1998 je znanstvenik Philip Kennedy pacientu, glasbeniku Johnnyju Rayu, implantiral prvi nevronski vmesnik. Po možganski kapi je Johnny izgubil sposobnost gibanja. Toda zahvaljujoč implantaciji se je naučil premikati kazalec tako, da si je samo predstavljal gibanje svojih rok.
Po znanstvenikih so idejo o ustvarjanju nevronskega vmesnika prevzele velike poslovne korporacije in startupi. Facebook in Elon Musk sta že napovedala, da nameravata razviti sistem, ki bo pomagal nadzorovati predmete z močjo misli. Nekateri upajo na nevronske vmesnike - tehnologije bodo invalidom omogočile obnovitev izgubljenih funkcij, izboljšanje rehabilitacije osebe, ki je utrpela možgansko kap ali travmatično poškodbo možganov. Drugi so skeptični do takšnega razvoja dogodkov, saj menijo, da je njihova uporaba polna pravnih in etičnih težav.
Kakor koli že, na trgu je dovolj velikih igralcev. Če verjamete , nekateri dogodki so že bili ukinjeni, ostali pa so precej priljubljeni in cenovno dostopni.
Kaj je nevronski vmesnik in kako je lahko uporaben?
Vrste možganskih valov
Nevronski vmesnik je sistem za izmenjavo informacij med človeškimi možgani in elektronsko napravo. To je tehnologija, ki človeku omogoča interakcijo z zunanjim svetom na podlagi snemanja električne aktivnosti možganov – elektroencefalograma (EEG). Človekova želja po izvedbi določenega dejanja se odraža v spremembah EEG, ki jih računalnik dešifrira.
Nevrovmesniki so lahko enosmerni ali dvosmerni. Prvi bodisi sprejemajo signale iz možganov bodisi jim jih pošiljajo. Slednji lahko pošilja in sprejema signale hkrati.
Obstaja več metod za merjenje možganskih signalov. Razdeljeni so v tri vrste.
- neinvazivna. Na glavo so nameščeni senzorji za merjenje električnih potencialov, ki jih ustvarjajo možgani (EEG) in magnetnega polja (MEG).
- Polinvazivna. Elektrode so nameščene na izpostavljeno površino možganov.
- Invazivna. Mikroelektrode so nameščene neposredno v možgansko skorjo in merijo aktivnost posameznega nevrona.
Ključna lastnost nevronskega vmesnika je, da omogoča neposredno povezavo z možgani. Kaj lahko to naredi v praksi? Nevronski vmesniki lahko na primer olajšajo ali korenito spremenijo življenja paraliziranih ljudi. Nekateri ne morejo pisati, se premikati ali govoriti. A hkrati njihovi možgani kar dobro delajo. Nevronski vmesnik bo tem ljudem omogočil izvajanje določenih dejanj z branjem namenov s pomočjo elektrod, povezanih z možgani.
Drugo možnost za uporabo nevronskega vmesnika so izumili ameriški znanstveniki, ki so razvili kibernetsko protezo, ki lahko izboljša človeški spomin za 30%. Naprava generira živčne impulze, ki pacientu pomagajo oblikovati nove spomine in si zapomniti obraze svojcev. Pričakuje se, da bo razvoj pomagal v boju proti senilni demenci, Alzheimerjevi bolezni in drugim težavam s spominom.
Nevronske vmesnike lahko poleg zdravja uporabljamo tudi za človekov osebni razvoj, za delo in zabavo ter za interakcijo z drugimi. Torej, kaj zanimivega lahko nevrotehnologija ponudi na teh področjih?
Samopodobnost
Morda najbolj priljubljeno področje uporabe nevronskih vmesnikov in vseh vrst aplikacij je razvoj kakršnih koli človeških sposobnosti. Temu so namenjeni različni treningi, sistemi za razvoj mentalnih sposobnosti, sistemi za spreminjanje vedenja, sistemi za preprečevanje stresa, ADHD, sistemi za delo s psiho-čustvenimi stanji itd. Ta vrsta aktivnosti ima celo svoj izraz »Brain fitness«.
Kaj je bistvo ideje? Kot rezultat številnih študij so se oblikovale nekatere dokazane ideje o tem, kako ta ali ona aktivnost možganov ustreza stanjem človeške zavesti. Pojavili so se algoritmi za določanje stopnje pozornosti, koncentracije in meditacije ter mentalne sproščenosti. Če k temu dodamo še možnost odčitavanja EEG in elektromiografije (EMG), je rezultat slika trenutnega stanja osebe.
In ko se morate naučiti, kako povzročiti določeno psiho-čustveno stanje, se oseba uri z uporabo naprave, na katero je povezan nevronski vmesnik. Programov za vizualizacijo EEG in psiho-čustvenih stanj je ogromno, ne bomo jih opisali vseh. Usposabljanje za priklic osebe v zahtevano stanje zavesti se izvaja z biofeedback EEG tehnologijo (biofeedback na osnovi elektroencefalografije).
Kako to izgleda v praksi: Starši želijo izboljšati otrokov učni uspeh in premagati ADHD (motnja pozornosti in hiperaktivnosti). Če želite to narediti, uporabite poseben program (na primer iz ), izbiro prednastavitev za urjenje želenih stanj: čuječnost, koncentracija, sprostitev, meditacija, preprečevanje hiperkoncentracije. Izberite program usposabljanja za stopnjo koncentracije. In ga lansirajo.
Program otroku ponuja trening, pri katerem mora vzdrževati Alfa in Beta valove nad določeno stopnjo. Valovi ne smejo pasti pod določeno raven. Hkrati se v oknu programa predvaja video material po izboru staršev. Na primer, vaša najljubša risanka. Otrok samo gleda risanko, spremlja nivoje Alfa in Beta valov in ne počne nič drugega. Nato pride v poštev biofeedback. Otrokova naloga je vzdrževati ravni alfa in beta skozi celoten trening.
Če ena od stopenj pade pod zahtevani indikator, se risanka prekine. Pri prvih urah se bo otrok poskušal smiselno vrniti v želeno stanje, da bi lahko gledal risanko. Toda čez nekaj časa se bodo možgani naučili samostojno vrniti v to stanje, če padejo iz njega (pod pogojem, da je risanka otroku zanimiva in je stanje gledanja "udobno" za možgane). Posledično otrok razvije sposobnost sprožitve želenega stanja koncentracije, pa tudi sposobnost vzdrževanja koncentracije na določeni ravni.
Videti je strašljivo, vendar ne hitite, da bi se prestrašili in poklicali organe skrbništva. Obstajajo tudi enostavnejše rešitve, ki temeljijo na igrah. na primer od NeuroSky. Naloga igralca je, da mravljico potisne predmet k sebi v mravljišče. Da pa se mravlja premika brez ustavljanja, je potrebno vzdrževati določeno raven koncentracije nad določeno točko na ustrezni lestvici.
Ko se osredotočite na proces, mravlja potisne predmet. Takoj, ko stopnja koncentracije pade, se mravlja ustavi in izgubljate čas, kar poslabša vaš rezultat. Z vsako stopnjo postane igra težja, saj se zahtevana stopnja koncentracije poveča. Obstajajo tudi dodatne motnje.
Kot rezultat rednega treninga uporabnik razvije sposobnost ohranjanja ravni koncentracije in pozornosti pri nalogi, ne glede na zunanje ali notranje motnje. Tukaj je vse kot v športu, nemogoče je dobiti atletsko telo tako, da greste nekajkrat v fitnes ali pojeste pločevinko beljakovin. Raziskave na področju biofeedback EEG so pokazale, da se rezultati tovrstnega treninga pokažejo šele po 20 dneh rednih seans po 20 minut.
zabava
Neuroheadsets ponujajo tudi priložnost za zabavo. Toda vse igre in zabavne aplikacije so tudi orodja za samorazvoj. Ko igrate igre prek nevronskega vmesnika, uporabljate zavestna stanja svoje zavesti za nadzor likov. In se jih tako naučite nadzorovati.
Igra za več igralcev Throw Trucks With Your Mind je nekoč povzročila veliko hrupa. Lik je nadzorovan v skladu s standardno shemo streljanja v prvi osebi, vendar se lahko z drugimi igralci borite le s pomočjo miselnih naporov. Za to so na igralnem monitorju prikazani igralčevi parametri koncentracije in meditacije.
Če želite vreči škatlo, tovornjak ali kateri koli drug predmet iz okolja igre v nasprotnika, ga morate dvigniti v zrak s svojo mentalno močjo in nato vreči v nasprotnika. Lahko tudi »prileti« do vas, tako da v spopadu zmaga tisti, ki bolj učinkovito uporablja sposobnost koncentracije in meditacije. Zelo razburljivo se je bilo boriti z močjo uma proti resničnim nasprotnikom. Med novejšimi igrami lahko omenimo iz MyndPlay.
Proizvajalci ponujajo tudi tišje možnosti igre. na primer več priljubljenih igralnih aplikacij hkrati. Omeniti velja tudi igro MyndPlay . Preprosto je: narediti morate tri strele iz loka in doseči največje število točk. Za vsak strel lahko dobite do 10 točk. Z uporabo vizualnih elementov vas igra potopi v svoje okolje, nato pa lahko vaš lik začne ciljati na tarčo. V oknu predvajalnika se prikaže indikator ravni koncentracije. Večja kot je koncentracija, bližje desetki bo puščica zadela. Drugi strel zahteva, da vstopite v stanje meditacije, da zadenete. Tretji strel bo spet zahteval koncentracijo. Tako igra jasno prikazuje zanimive zmožnosti nevronskih vmesnikov.
Poleg iger so na voljo tudi interaktivni nevrofilmi. Predstavljajte si: usedli ste se na kavč, si nadeli slušalke in prižgali interaktivni film o skejterjih. Na neki stopnji se pojavi trenutek, ko je drsalec pospešil in bo skočil. Na tej točki morate sami postati drsalec, da se osredotočite na skok in ohranite raven koncentracije zavesti, dokler lik ne konča skoka. Z zadostno koncentracijo (primerljivo z resničnim življenjem in nivojem, ki bo potreben v resnici) bo drsalec v filmu uspešno izvedel skok in dogajanje se bo premaknilo na naslednjo interaktivno razcep. Če je bila koncentracija tako-tako, potem bo drsalec padel in film bo sledil drugačni zgodbi.
Že posneto na podoben način v slogu Guya Ritchieja, pa tudi vrsto drugih filmov. Pravzaprav sta zaplet in konec filma neposredno odvisna od vaših prizadevanj. In izgleda zelo zanimivo.
Preprosta in razvejana logika razvoja zapleta
Aplikacija pri delu
Poleg izobraževalnih in zabavnih programov so razvijalci ustvarili veliko število aplikacij, namenjenih profesionalni uporabi. Primer je program MindRec, ki je bil ustvarjen za medicinske, športne, navadne psihologe in psihologe, ki delajo s predstavniki organov pregona.
Kako se uporablja? Oseba si nadene neuroheadset, psiholog zažene program in začne sejo. Med seanso se spremljajo in beležijo v pomnilnik računalnika naslednje informacije, in sicer: stopnja koncentracije, pozornosti, stopnja meditacije, surov EEG signal, v več vrstah vizualizacije hkrati, v območju od 0 do 70 Hz. . Signali, razdeljeni na frekvenčna območja, ki sestavljajo spekter glavnega signala. Razčlenitev je narejena na 8 razponov: Delta, Theta, Nizka Alfa, Visoka Alfa, Nizka Beta, Visoka Beta, Nizka Gama, Visoka Gama. Po potrebi se izvedejo avdio in video posnetki dejanj psihologa.
Posneto gradivo je mogoče pregledati in videti vse, kar je bilo prikazano v realnem času med sejo. Če psiholog nečesa ni opazil takoj, potem lahko pri ponovnem študiju seje ali treninga preuči spremembe v reakcijah možganskih valov in jih primerja z avdiovizualnimi informacijami. To je zelo dragoceno orodje za vsakega strokovnjaka na tem področju.
Druga možnost je nevromarketing. Neuroheadset vam omogoča izvajanje tržnih raziskav, saj prikazuje čustveni odziv osebe na določene marketinške dražljaje. To je veliko bolj učinkovito, saj med anketiranjem in vprašalniki ljudje niso vedno iskreni v svojih odgovorih. In nevroštudija vam bo pomagala videti pravi odgovor, pošten in nepristranski. Če zberete ciljno skupino in izvedete testiranje z uporabo nevronaglavnih slušalk, lahko dobite rezultate, ki so čim bližje realnosti.
Interakcija z zunanjimi napravami
Še eno zanimivo področje dela z nevronaglavnimi slušalkami je daljinsko upravljanje zunanjih naprav. Med otroki so na primer zelo priljubljene dirkalne igre, ki omogočajo tekmovanje med dvema, tremi in štirimi udeleženci. Tukaj je znan primer takih iger:
Se želite poigrati s čim drugim? Prosim, tukaj so še drugi dogodki, ki so prav tako postali priljubljeni.
Puzzlebox Orbit Helicopter
Igrača helikopter, ki se upravlja z močjo misli. Standardna različica vam omogoča nadzor nad višino leta helikopterja, vendar obstaja veliko dodatkov, ki to igračo spremenijo v zmogljivo napravo za vadbo možganov. Pregled .
Zen svetilka
Svetilka odraža vaše psiho-čustveno stanje v obliki sijaja določene barve. Idealno za razvijanje veščin meditacije.
Force Trainer II
Najbolj zabavna malenkost. Ustvari holografsko podobo igralnega okolja in predmetov znotraj prozorne piramide. In igralec s pomočjo možganskih ukazov nadzoruje te predmete.
Necomimi
Ljubka mačja ušesa so postala hit po vsem svetu. Naprava je popolnoma samozadostna in ne zahteva povezave z računalnikom ali pametnim telefonom. Uporabnik si natakne ušesa, jih prižge in s premikanjem ušes dobi možnost pokazati svoje razpoloženje (psiho-čustveno stanje). Mimogrede, podoben izdelek, , ni postal popularen niti v svoji domovini, na Japonskem. Kam so bile v tem primeru vstavljene slušalke, lahko ugotovite sami.
Nevro slušalke - zabava ali uporabno orodje?
Ob branju članka se lahko zdi, da so nevronski vmesniki in slušalke namenjeni predvsem zabavi človeka ali zabavanju njegovih čustvenih stisk. Vendar to absolutno ne drži. Nevroglava slušalka skupaj z ustrezno programsko opremo lahko dobro pomaga pri razvoju uda po hudi poškodbi in zmanjšanju negativnih posledic hudih poškodb. Zato znanstveniki aktivno uporabljajo nevrotehnologijo za pomoč ljudem.
Na primer, leta 2016 so ameriški znanstveniki z univerze Johns Hopkins ustvarili nevronski vmesnik, ki pomaga nadzorovati posamezne prste biomehanske proteze. Leto kasneje so njihovi avstrijski kolegi z univerze v Gradcu razvili sistem za pisanje glasbe z močjo misli. Namenjen je glasbeno nadarjenim osebam s posebnimi potrebami.
Strokovnjaki s kalifornijske univerze uporabljajo nevronski vmesnik, nevromuskularno stimulacijo in suspenzijo paraliziran od pasu navzdol. In brazilskim raziskovalcem je skupaj s kolegi iz ZDA, Švice in Nemčije uspelo delno pri bolnikih, ki uporabljajo nevronski vmesnik, virtualno resničnost in eksoskelet. V teku je tudi razvoj interakcije z bolniki s sindromom zaprtosti. Tehnologija bo pomagala identificirati takšne bolnike, komunicirati z njimi in obnoviti nadzor nad telesom.
Facebook je začel delati na neinvazivnem nevronskem vmesniku, ki bo uporabnikom pomagal tipkati brez tipkovnice. Nissan je razvil vmesnik možgani-stroj za branje misli med vožnjo in tako izboljša reakcijski čas. In Elon Musk želi celo povezati možgane z računalnikom, da bi se izognil prevzemu sveta s strani umetne inteligence.
Ruska podjetja se še ne morejo pohvaliti s številnimi dosežki na področju nevrotehnologij. Je pa Rostec pred kratkim predstavil predprodukcijski vzorec naprave, ki bo pomagala pri izmenjavi informacij med možgani in zunanjo napravo. Čelado je razvil Inštitut za elektronske krmilne stroje (INEUM) poimenovan po. I. S. Brook. Predvideva se, da bo nevronski vmesnik omogočil nadzor elektronskih in elektromehanskih naprav: protetike, vozil.
Kaj čaka trg nevronskih vmesnikov?
Glede na , bo svetovni trg računalniških vmesnikov do leta 2022 dosegel 1,72 milijarde USD. Zdaj je glavno področje uporabe nevronskih vmesnikov medicina, vendar se aktivno razvijajo zabavna področja, pa tudi vojaška in industrijska sfera. Nevro slušalke za krmiljenje bojnega robota niso več le sladka fantazija visokoobraznih ljudi v uniformah, ampak povsem rešljiv problem.
Zaradi dejstva, da nevronske slušalke ponujajo odprto okolje, ki ga lahko uporabite za ustvarjanje lastne programske opreme, se razvija tudi zasebno nevroprogramiranje. na primer eden od vodilnih na trgu, NeuroSky, je razvijalcem na voljo popolnoma brezplačno. In posledično se pojavlja vedno več aplikacij, ki uporabljajo zmožnosti te platforme.
Naj omenimo, da pobuda za široko uvedbo nevronskih vmesnikov in možganskih čipov naleti ne le na podporo, ampak tudi na kritike. Po eni strani lahko nevronski vmesniki izboljšajo zdravljenje travmatskih možganskih poškodb, paralize, epilepsije ali shizofrenije. Po drugi strani pa lahko takšne tehnologije še povečajo družbeno neenakost.
Obstajajo pomisleki, da trenutno ni pravne ali etične podlage za vstavljanje elektrod v zdravo osebo. Poleg tega lahko nevronski vmesnik naredi človeške možgane objekt, v katerega bodo vlade, oglaševalci, hekerji, plazilci in drugi posamezniki želeli prodreti, s čimer normalen človek verjetno ne bo zadovoljen. In na splošno lahko nevronski vmesnik in slušalke spremenijo lastnosti osebe, vplivajo na njegovo psiho in dejavnost kot posameznika ter izkrivljajo razumevanje ljudi kot fizioloških bitij.
Na splošno je jasno, da se bodo nevrotehnologije še naprej razvijale. Nemogoče pa je napovedati, kdaj bodo postale zares dostopne in še učinkovitejše.
Kaj je še zanimivega na blogu?
→
→
→
→
→
Vir: www.habr.com