Hơn 100 năm trước, các nhà khoa học quan tâm đến khả năng của bộ não và cố gắng tìm hiểu xem liệu có thể tác động đến nó bằng cách nào đó hay không. Năm 1875, bác sĩ người Anh Richard Cato đã phát hiện ra một điện trường yếu trên bề mặt não của thỏ và khỉ. Sau đó có rất nhiều khám phá và nghiên cứu nhưng chỉ đến năm 1950, giáo sư sinh lý học Jose Manuel Rodriguez Delgado của Đại học Yale mới phát minh ra thiết bị Stimosiver, có thể cấy vào não và được điều khiển bằng tín hiệu vô tuyến.
Việc huấn luyện được tiến hành trên khỉ và mèo. Do đó, việc kích thích một vùng não nhất định thông qua một điện cực được cấy ghép đã khiến con mèo giơ chân sau lên. Theo Delgado, con vật không hề có dấu hiệu khó chịu trong những thí nghiệm như vậy.
Và 13 năm sau, nhà khoa học đã dành - cấy chất kích thích vào não của một con bò đực và điều khiển nó thông qua một máy phát di động.
Do đó, bắt đầu kỷ nguyên của các giao diện thần kinh và công nghệ có khả năng tăng cường khả năng sinh học của con người. Vào năm 1972, ốc tai điện tử đã được bán ra thị trường, giúp chuyển đổi âm thanh thành tín hiệu điện, truyền đến não và thực sự cho phép những người khiếm thính nặng có thể nghe được. Và vào năm 1973, thuật ngữ “giao diện não-máy tính” lần đầu tiên chính thức được sử dụng. Năm 1998, nhà khoa học Philip Kennedy đã cấy ghép giao diện thần kinh đầu tiên vào một bệnh nhân, nhạc sĩ Johnny Ray. Sau cơn đột quỵ, Johnny mất khả năng cử động. Nhưng nhờ cấy ghép, anh học cách di chuyển con trỏ chỉ bằng cách tưởng tượng chuyển động của bàn tay mình.
Theo chân các nhà khoa học, ý tưởng tạo ra giao diện thần kinh đã được các tập đoàn kinh doanh lớn và các công ty khởi nghiệp đón nhận. Facebook và Elon Musk đã công bố ý định phát triển một hệ thống giúp kiểm soát các vật thể bằng sức mạnh của ý nghĩ. Một số người đặt hy vọng vào giao diện thần kinh - công nghệ sẽ cho phép người khuyết tật khôi phục các chức năng đã mất, cải thiện khả năng phục hồi của người bị đột quỵ hoặc chấn thương sọ não. Những người khác hoài nghi về những phát triển như vậy, tin rằng việc sử dụng chúng sẽ gặp nhiều vấn đề về pháp lý và đạo đức.
Dù vậy, vẫn có đủ số lượng người chơi lớn trên thị trường. Nếu bạn tin , một số phát triển đã bị ngừng, nhưng phần còn lại khá phổ biến và giá cả phải chăng.
Giao diện thần kinh là gì và nó có thể hữu ích như thế nào?
Các loại sóng não
Giao diện thần kinh là một hệ thống trao đổi thông tin giữa não người và thiết bị điện tử. Đây là công nghệ cho phép một người tương tác với thế giới bên ngoài dựa trên việc ghi lại hoạt động điện của não - điện não đồ (EEG). Mong muốn thực hiện một số hành động của một người được phản ánh qua những thay đổi trong EEG, từ đó được máy tính giải mã.
Giao diện thần kinh có thể là một chiều hoặc hai chiều. Cái trước nhận tín hiệu từ não hoặc gửi chúng đến nó. Cái sau có thể gửi và nhận tín hiệu đồng thời.
Có một số phương pháp để đo tín hiệu não. Chúng được chia thành ba loại.
- không xâm lấn. Các cảm biến được đặt trên đầu để đo điện thế do não (EEG) và từ trường (MEG) tạo ra.
- Bán xâm lấn. Các điện cực được đặt trên bề mặt tiếp xúc của não.
- xâm lấn. Các vi điện cực được đặt trực tiếp vào vỏ não, đo hoạt động của một tế bào thần kinh.
Tính năng chính của giao diện thần kinh là nó cho phép bạn kết nối trực tiếp với não. Điều này có thể làm gì trong thực tế? Ví dụ, các giao diện thần kinh có thể giúp việc này trở nên dễ dàng hơn hoặc thay đổi hoàn toàn cuộc sống của những người bị liệt. Một số không thể viết, di chuyển hoặc nói chuyện. Nhưng đồng thời, bộ não của họ cũng hoạt động khá tốt. Giao diện thần kinh sẽ cho phép những người này thực hiện một số hành động nhất định bằng cách đọc ý định bằng các điện cực kết nối với não.
Một lựa chọn khác để sử dụng giao diện thần kinh được phát minh bởi các nhà khoa học Mỹ, những người đã phát triển một bộ phận giả không gian mạng có khả năng cải thiện trí nhớ của con người lên 30%. Thiết bị tạo ra các xung thần kinh giúp bệnh nhân hình thành ký ức mới và ghi nhớ khuôn mặt người thân. Người ta hy vọng rằng sự phát triển này sẽ giúp chống lại chứng mất trí nhớ do tuổi già, bệnh Alzheimer và các vấn đề về trí nhớ khác.
Ngoài sức khỏe, giao diện thần kinh có thể được sử dụng cho sự phát triển cá nhân của một người, cho công việc và giải trí cũng như để tương tác với người khác. Vậy công nghệ thần kinh có thể mang lại những điều thú vị gì trong những lĩnh vực này?
Tự hoàn thiện
Có lẽ lĩnh vực ứng dụng phổ biến nhất của giao diện thần kinh và tất cả các loại ứng dụng là phát triển bất kỳ khả năng nào của con người. Nhiều khóa đào tạo khác nhau được dành cho vấn đề này, hệ thống phát triển khả năng tinh thần, hệ thống thay đổi hành vi, hệ thống ngăn ngừa căng thẳng, ADHD, hệ thống làm việc với các trạng thái tâm lý-cảm xúc, v.v. Loại hoạt động này thậm chí còn có thuật ngữ riêng là “Thể dục trí não”.
Bản chất của ý tưởng là gì? Kết quả của nhiều nghiên cứu, một số ý tưởng đã được chứng minh đã được hình thành về cách hoạt động của não này hoặc hoạt động kia tương ứng với các trạng thái ý thức của con người. Các thuật toán đã xuất hiện để xác định mức độ chú ý, tập trung và thiền định cũng như thư giãn tinh thần. Thêm vào đó là khả năng đọc EEG và điện cơ (EMG), và kết quả là hình ảnh về trạng thái hiện tại của một người.
Và khi bạn cần học cách tạo ra một trạng thái tâm lý-cảm xúc cụ thể, một người sẽ tự rèn luyện bản thân bằng cách sử dụng một thiết bị có kết nối giao diện thần kinh. Có một số lượng lớn các chương trình để hình dung EEG và các trạng thái tâm lý cảm xúc, chúng tôi sẽ không mô tả tất cả. Việc đào tạo để đưa một người đến trạng thái ý thức cần thiết được thực hiện bằng công nghệ EEG phản hồi sinh học (phản hồi sinh học dựa trên điện não đồ).
Thực tế trông như thế nào: Cha mẹ muốn cải thiện kết quả học tập của con mình và khắc phục ADHD (rối loạn tăng động giảm chú ý). Để thực hiện việc này, hãy sử dụng một chương trình đặc biệt (ví dụ: từ ), chọn cài đặt trước để rèn luyện các trạng thái mong muốn: chánh niệm, tập trung, thư giãn, thiền định, ngăn ngừa tăng tập trung. Chọn một chương trình đào tạo mức độ tập trung. Và họ khởi động nó.
Chương trình này cung cấp chương trình đào tạo cho trẻ trong đó trẻ cần duy trì sóng Alpha và Beta trên một mức nhất định. Sóng không được giảm xuống dưới một mức nhất định. Đồng thời, tài liệu video do phụ huynh lựa chọn sẽ được phát trong cửa sổ chương trình. Ví dụ: phim hoạt hình yêu thích của bạn. Trẻ chỉ xem phim hoạt hình, theo dõi mức độ sóng Alpha và Beta và không làm gì khác. Tiếp theo, phản hồi sinh học phát huy tác dụng. Nhiệm vụ của trẻ là duy trì mức độ Alpha và Beta trong suốt quá trình đào tạo.
Nếu một trong các mức giảm xuống dưới chỉ báo yêu cầu, phim hoạt hình sẽ bị gián đoạn. Trong những buổi học đầu tiên, trẻ sẽ cố gắng trở lại trạng thái mong muốn một cách có ý nghĩa để xem phim hoạt hình. Nhưng sau một thời gian, não sẽ học cách độc lập quay trở lại trạng thái này nếu rơi ra khỏi trạng thái đó (với điều kiện là trẻ thấy phim hoạt hình thú vị và trạng thái xem “thoải mái” đối với não). Nhờ đó, trẻ phát triển khả năng tạo ra trạng thái tập trung cần thiết, cũng như khả năng duy trì sự tập trung ở một mức độ nhất định.
Trông có vẻ đáng sợ nhưng đừng vội sợ hãi mà hãy gọi cho cơ quan giám hộ. Ngoài ra còn có các giải pháp đơn giản hơn dựa trên trò chơi. Ví dụ, từ NeuroSky. Nhiệm vụ của người chơi là làm cho con kiến đẩy một vật về phía nó vào ổ kiến. Nhưng để con kiến di chuyển không ngừng nghỉ, cần duy trì mức độ tập trung nhất định trên một điểm nhất định trên thang đo tương ứng.
Khi bạn tập trung vào quá trình, con kiến sẽ đẩy vật đó. Ngay khi mức độ tập trung giảm xuống, con kiến sẽ dừng lại và bạn lãng phí thời gian, khiến kết quả của bạn trở nên tồi tệ hơn. Với mỗi cấp độ, trò chơi trở nên khó khăn hơn khi mức độ tập trung yêu cầu tăng lên. Ngoài ra còn có thêm phiền nhiễu.
Nhờ được đào tạo thường xuyên, người dùng sẽ phát triển khả năng duy trì mức độ tập trung và chú ý vào nhiệm vụ trước mắt, bất kể những phiền nhiễu bên ngoài hay bên trong. Ở đây mọi thứ cũng giống như thể thao, không thể có được thân hình lực lưỡng bằng cách đến trung tâm thể dục vài lần hoặc ăn một hộp protein. Nghiên cứu trong lĩnh vực phản hồi sinh học EEG đã chỉ ra rằng kết quả từ việc đào tạo kiểu này chỉ xuất hiện sau 20 ngày với các buổi tập đều đặn, mỗi buổi 20 phút.
giải trí
Neuroheadsets cũng mang đến cơ hội vui chơi. Nhưng tất cả các trò chơi, ứng dụng giải trí cũng là công cụ để phát triển bản thân. Khi chơi trò chơi thông qua giao diện thần kinh, bạn sử dụng trạng thái ý thức của mình để điều khiển các nhân vật. Và do đó học cách kiểm soát chúng.
Trò chơi nhiều người chơi Throw Trucks With Your Mind đã gây ồn ào vào thời đó. Nhân vật được điều khiển theo sơ đồ bắn súng góc nhìn thứ nhất tiêu chuẩn, nhưng bạn chỉ có thể chiến đấu với những người chơi khác với sự trợ giúp của nỗ lực tinh thần. Để làm được điều này, các thông số về khả năng tập trung và thiền định của người chơi sẽ được hiển thị trên màn hình trò chơi.
Để ném một chiếc hộp, xe tải hoặc bất kỳ đồ vật nào khác từ môi trường của trò chơi vào đối thủ, bạn phải nhấc nó lên không trung bằng sức mạnh tinh thần của mình rồi ném vào đối thủ. Nó cũng có thể “bay” đến chỗ bạn nên ai sử dụng khả năng tập trung và thiền định hiệu quả hơn sẽ thắng trong cuộc giao tranh. Thật thú vị khi chiến đấu bằng sức mạnh tinh thần trước những đối thủ thực sự. Trong số các trò chơi gần đây hơn, chúng ta có thể đề cập đến từ MyndPlay.
Các nhà sản xuất cũng cung cấp các tùy chọn trò chơi yên tĩnh hơn. Ví dụ, một số ứng dụng chơi game phổ biến cùng một lúc. Cũng đáng nói đến là trò chơi MyndPlay . Rất đơn giản: bạn cần thực hiện ba cú bắn từ một cây cung và ghi được số điểm tối đa. Đối với mỗi lần bắn, bạn có thể nhận được tối đa 10 điểm. Sử dụng hình ảnh, trò chơi sẽ đưa bạn vào môi trường của nó, sau đó nhân vật của bạn có thể bắt đầu nhắm vào mục tiêu. Chỉ báo mức độ tập trung sẽ xuất hiện trong cửa sổ trình phát. Nồng độ càng cao thì mũi tên sẽ bắn trúng càng gần số mười. Cú đánh thứ hai yêu cầu bạn phải vào trạng thái thiền định mới đánh được. Cú đánh thứ ba sẽ đòi hỏi sự tập trung trở lại. Đây là cách trò chơi thể hiện rõ ràng khả năng thú vị của giao diện thần kinh.
Ngoài trò chơi, còn có các màng thần kinh tương tác. Hãy tưởng tượng: bạn ngồi xuống ghế sofa, đeo tai nghe và bật một bộ phim tương tác về những người trượt ván. Ở một giai đoạn nào đó, có một khoảnh khắc xảy ra khi vận động viên trượt băng tăng tốc và chuẩn bị nhảy. Lúc này, bạn phải tự mình trở thành một vận động viên trượt băng để tập trung vào cú nhảy và duy trì mức độ tập trung ý thức cho đến khi nhân vật hoàn thành cú nhảy. Với đủ sự tập trung (so sánh với đời thực và mức độ cần thiết trong thực tế), vận động viên trượt băng trong phim sẽ thực hiện bước nhảy thành công và cốt truyện sẽ chuyển sang ngã ba tương tác tiếp theo. Nếu tập trung quá mức thì vận động viên trượt băng sẽ bị ngã và phim sẽ đi theo một cốt truyện khác.
Đã quay phim theo cách tương tự theo phong cách Guy Ritchie cũng như một số bộ phim khác. Trên thực tế, cốt truyện và cái kết của phim phụ thuộc trực tiếp vào nỗ lực của bạn. Và nó trông rất thú vị.
Logic đơn giản và phân nhánh của phát triển cốt truyện
Ứng dụng tại nơi làm việc
Ngoài các chương trình đào tạo và giải trí, các nhà phát triển đã tạo ra một số lượng lớn các ứng dụng dành cho mục đích sử dụng chuyên nghiệp. Một ví dụ là chương trình MindRec, được tạo ra cho các nhà tâm lý học y tế, thể thao, nhà tâm lý học thông thường và nhà tâm lý học làm việc với đại diện của các cơ quan thực thi pháp luật.
Nó được sử dụng như thế nào? Người đó đeo thiết bị thần kinh, nhà tâm lý học khởi động chương trình và bắt đầu buổi học. Trong phiên, các thông tin sau được theo dõi và ghi lại trong bộ nhớ máy tính, cụ thể là: mức độ tập trung, sự chú ý, mức độ thiền, tín hiệu EEG thô, trong một số loại hình ảnh cùng lúc, trong phạm vi từ 0 đến 70 Hz . Tín hiệu được chia thành các dải tần số tạo nên phổ của tín hiệu chính. Sự phân chia được chia thành 8 phạm vi: Delta, Theta, Low Alpha, High Alpha, Low Beta, High Beta, Low Gamma, High Gamma. Nếu cần thiết, các bản ghi âm và video về hành động của nhà tâm lý học sẽ được thực hiện.
Tài liệu đã ghi có thể được xem lại, xem mọi thứ được hiển thị theo thời gian thực trong phiên. Nếu nhà tâm lý học không nhận thấy điều gì đó ngay lập tức, thì khi nghiên cứu lại buổi học hoặc khóa đào tạo, anh ta có thể nghiên cứu những thay đổi trong phản ứng sóng não và so sánh chúng với thông tin nghe nhìn. Đây là một công cụ rất có giá trị cho bất kỳ chuyên gia nào trong lĩnh vực này.
Một lựa chọn khác là tiếp thị thần kinh. Neuroheadset cho phép bạn tiến hành nghiên cứu tiếp thị vì nó cho thấy phản ứng cảm xúc của một người đối với các kích thích tiếp thị nhất định. Điều này hiệu quả hơn nhiều vì trong các cuộc khảo sát và bảng câu hỏi, mọi người không phải lúc nào cũng trung thực trong câu trả lời của mình. Và nghiên cứu thần kinh sẽ giúp bạn nhìn ra câu trả lời thực sự, trung thực và khách quan. Bằng cách tập hợp một nhóm tập trung và tiến hành thử nghiệm bằng tai nghe thần kinh, bạn có thể nhận được kết quả gần với thực tế nhất có thể.
Tương tác với các thiết bị bên ngoài
Một lĩnh vực thú vị khác khi làm việc với tai nghe thần kinh là điều khiển từ xa các thiết bị bên ngoài. Ví dụ, rất phổ biến ở trẻ em là các trò chơi đua xe cho phép cạnh tranh giữa hai, ba và bốn người tham gia. Đây là một ví dụ nổi tiếng về các trò chơi như vậy:
Bạn có muốn chơi đùa với cái gì khác không? Xin vui lòng, đây là những phát triển khác cũng đã trở nên phổ biến.
Máy bay trực thăng quỹ đạo Puzzlebox
Một chiếc trực thăng đồ chơi được điều khiển bằng sức mạnh của ý nghĩ. Phiên bản tiêu chuẩn cho phép bạn điều khiển độ cao bay của trực thăng nhưng có rất nhiều tiện ích bổ sung biến món đồ chơi này thành một cỗ máy rèn luyện trí não mạnh mẽ. Ôn tập .
Đèn Thiền
Chiếc đèn phản ánh trạng thái tâm lý cảm xúc của bạn dưới dạng ánh sáng của một màu nhất định. Lý tưởng để phát triển kỹ năng thiền định.
Huấn luyện viên lực lượng II
Điều nhỏ nhặt thú vị nhất. Tạo hình ảnh ba chiều của môi trường trò chơi và các vật thể bên trong một kim tự tháp trong suốt. Và người chơi sử dụng lệnh não để điều khiển những đồ vật này.
Necomimi
Đôi tai mèo dễ thương đã trở thành hit trên toàn thế giới. Thiết bị hoàn toàn tự cung cấp và không cần kết nối với máy tính hoặc điện thoại thông minh. Người dùng đeo tai, bật chúng lên và có cơ hội thể hiện tâm trạng (trạng thái tâm lý cảm xúc) của mình bằng cách di chuyển đôi tai này. Nhân tiện, một sản phẩm tương tự, , đã không trở nên phổ biến ngay cả ở quê hương anh, Nhật Bản. Tai nghe được lắp vào đâu trong trường hợp này, bạn có thể tự tìm hiểu.
Neuro-tai nghe - giải trí hay một công cụ hữu ích?
Khi đọc bài báo, có vẻ như giao diện thần kinh và tai nghe chủ yếu nhằm mục đích giải trí cho một người hoặc giải trí cho nỗi đau tinh thần của anh ta. Tuy nhiên, điều này hoàn toàn không đúng sự thật. Một thiết bị thần kinh, kết hợp với phần mềm thích hợp, có thể giúp phát triển chi sau chấn thương nặng và giảm hậu quả tiêu cực của chấn thương nặng. Vì vậy, các nhà khoa học đang tích cực sử dụng công nghệ thần kinh để giúp đỡ con người.
Ví dụ, vào năm 2016, các nhà khoa học Mỹ từ Đại học Johns Hopkins đã tạo ra một giao diện thần kinh giúp điều khiển từng ngón tay của một bộ phận giả cơ sinh học. Một năm sau, các đồng nghiệp người Áo của họ tại Đại học Graz đã phát triển một hệ thống viết nhạc bằng sức mạnh tư duy. Nó được thiết kế dành cho những người khuyết tật có năng khiếu âm nhạc.
Các chuyên gia của Đại học California sử dụng giao diện thần kinh, kích thích và đình chỉ thần kinh cơ bị liệt từ thắt lưng trở xuống. Và các nhà nghiên cứu Brazil, cùng với các đồng nghiệp đến từ Mỹ, Thụy Sĩ và Đức, đã có thể phần nào ở những bệnh nhân sử dụng giao diện thần kinh, thực tế ảo và bộ xương ngoài. Sự phát triển cũng đang được tiến hành để tương tác với những bệnh nhân mắc hội chứng khóa trong. Công nghệ này sẽ giúp xác định những bệnh nhân như vậy, giao tiếp với họ và khôi phục quyền kiểm soát cơ thể.
Facebook đã bắt đầu nghiên cứu một giao diện thần kinh không xâm lấn giúp người dùng gõ phím mà không cần bàn phím. Nissan đã phát triển giao diện não-máy để đọc suy nghĩ khi lái xe nhằm cải thiện thời gian phản ứng. Và Elon Musk thậm chí còn muốn kết nối bộ não với máy tính để tránh bị trí tuệ nhân tạo chiếm lĩnh thế giới.
Các công ty Nga chưa thể tự hào về nhiều thành tựu trong lĩnh vực công nghệ thần kinh. Tuy nhiên, Rostec gần đây đã giới thiệu mẫu tiền sản xuất của một thiết bị giúp trao đổi thông tin giữa não và thiết bị bên ngoài. Mũ bảo hiểm được phát triển bởi Viện Máy điều khiển điện tử (INEUM) mang tên. I. S. Brook. Người ta cho rằng giao diện thần kinh sẽ giúp điều khiển các thiết bị điện tử và cơ điện: chân tay giả, xe cộ.
Điều gì đang chờ đợi thị trường giao diện thần kinh?
Theo , thị trường giao diện máy tính toàn cầu sẽ đạt 2022 tỷ USD vào năm 1,72. Hiện nay, lĩnh vực ứng dụng chính của giao diện thần kinh là y học, nhưng các lĩnh vực giải trí cũng như quân sự và công nghiệp đang tích cực phát triển. Một chiếc tai nghe thần kinh để điều khiển robot chiến đấu không còn chỉ là niềm tưởng tượng ngọt ngào của những người trí thức mặc đồng phục mà là một vấn đề hoàn toàn có thể giải quyết được.
Do thực tế là tai nghe thần kinh cung cấp một môi trường mở có thể được sử dụng để tạo phần mềm của riêng bạn nên lập trình thần kinh cá nhân cũng đang phát triển. Ví dụ, một trong những công ty dẫn đầu thị trường, NeuroSky, được cung cấp hoàn toàn miễn phí cho các nhà phát triển. Và kết quả là ngày càng xuất hiện nhiều ứng dụng sử dụng các khả năng của nền tảng này.
Chúng ta hãy lưu ý rằng sáng kiến giới thiệu rộng rãi giao diện thần kinh và chip não không chỉ nhận được sự ủng hộ mà còn bị chỉ trích. Một mặt, các giao diện thần kinh có thể cải thiện việc điều trị chấn thương sọ não, liệt, động kinh hoặc tâm thần phân liệt. Mặt khác, những công nghệ như vậy có thể làm trầm trọng thêm tình trạng bất bình đẳng xã hội.
Có những lo ngại rằng hiện tại không có cơ sở pháp lý hoặc đạo đức nào cho việc đưa điện cực vào người khỏe mạnh. Ngoài ra, giao diện thần kinh có thể biến bộ não con người trở thành đối tượng mà các chính phủ, nhà quảng cáo, tin tặc, loài bò sát và các cá nhân khác muốn xâm nhập, điều mà một người bình thường khó có thể hài lòng. Và nói chung, giao diện thần kinh và tai nghe có thể thay đổi đặc điểm của một người, ảnh hưởng đến tâm lý và hoạt động của cá nhân đó, đồng thời bóp méo sự hiểu biết về con người như những sinh vật sinh lý.
Nhìn chung, rõ ràng là công nghệ thần kinh sẽ tiếp tục phát triển. Nhưng không thể dự đoán khi nào chúng sẽ thực sự dễ tiếp cận và hiệu quả hơn.
Blog còn gì thú vị nữa?
→
→
→
→
→
Nguồn: www.habr.com