Massdomain.ru

Хостинг и домены
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Экономическая правда

Соединить мозг с компьютером. На что способна Neuralink Илона Маска

Компания Илона Маска Neuralink, разрабатывающая технологию для подключения мозга человека к компьютеру, планирует в 2020 году начать клинические испытания на людях.

Neuralink уже создала чип N1, предназначенный для вживления в мозг, разработала робота, который будет вживлять чип, приложение для смартфона, чтобы управлять чипом.

В будущем Маск не исключает появления магазина «приложений для мозга». Конечная цель — обеспечить симбиоз человека и ИИ.

Основатель компании и ее ключевые сотрудники в июле 2019 года впервые рассказали о том, какие цели преследует Neuralink и каких успехов удалось достичь за 2,5 года существования компании. ЭП записала самое главное.

Что такое Neuralink

Neuralink — это нейротехнологическая компания, основанная Илоном Маском в Сан-Франциско в 2016 году. Ее деятельность нацелена на разработку имплантируемых интерфейсов мозг-машина.

До июля 2019 года о результатах работы фирмы было известно мало. К июлю 2019 года компания получила финансирование в размере 158 млн долл, из которых 100 млн долл — от Маска. На тот момент в ней работало 90 человек.

Как подключить мозг к компьютеру. Что уже умеет наука

В конце ноября «Телеграф» побывал на «Нейрофоруме» и выставке проектов нейротехнологий, которые разрабатывают российские ученые. Оказалось, что они уже знают, как мозг может напрямую управлять компьютером и техникой, и работают над тем, чтобы сделать общение между компьютером и мозгом еще более близким и естественным. О том, как инженеры и математики помогают читать человеческие мысли и для чего это нужно, нам рассказал профессор Высшей школы экономики Алексей Осадчий.

От камер слежения до нейровизуализации

Алексей Осадчий закончил Московский государственный технический университет им. Баумана по специальности инженер, за докторской степенью уехал в Университет Южной Калифорнии. До отъезда занимался проектом по обработке видеоизображений, созданию алгоритмов распознавания, слежения за движущимися объектами, теми самыми, которые сейчас используются в системах дорожного видеонаблюдения для фиксации нарушений правил дорожного движения.

«То, что сейчас на дорожных видеокамерах стоит, частично моих рук дело. Я от них сам страдаю теперь в среднем на пять тысяч в месяц», — смеется он.

Но ученую степень он получил совсем за другую работу, а именно за нейрокартирование функций мозга при помощи магнитоэнцефалографии (МЭГ), для того, чтобы найти очаги возникновения приступов эпилепсии, а также за изучение «генной экспрессии» в мозгу. Поработав некоторое время в Штатах, Алексей Осадчий вернулся в Россию и занимается в ВШЭ изучением функций мозга вместе с нейробиологами, психологами и врачами. Как математик, программист и инженер, он создает алгоритмы нейровизуализации — учится и учит других рисовать карты активности мозга для его различных состояний.

Нейровизуализация — общее название большой группы методов, позволяющих визуализировать структуру, функции и биохимические характеристики мозга , которая делается с помощью компьютерной томографии, магнитно-резонансной томографии и/или энцефалографии. Нейровизуализация востребована в медицине, в частности в неврологии, нейрохирургии и психиатрии.

Сейчас группа Алексея Осадчего в ВШЭ работает над созданием алгоритмов, которые помогают обрабатывать информацию, считываемую из мозга при помощи аппаратов магнито и электроэнцефалографа. Разрабатываются подходы к неинвазивному поиску участков коры, обменивающихся между собой информацией. Это проходит в процессе экспериментов, которые изучают реакцию мозга на различные стимулы, визуальные или слуховые и в контексте широкого круга когнитивных задач.

В ходе экспериментов людям показывают различные картинки попеременно, например, кошечек и собачек или собачек и, скажем, домкратов. Или дают слушать различные звуки, а аппаратура фиксирует реакцию в разных отделах мозга.

«Так мы узнаем, в каких отделах мозга и с какой скоростью на них (изображения или звуки) начинается реакция. В чем разница между этими состояниями. В каком месте в мозге огонек зажжётся, когда, как они между собой будут перемаргиваться, синхронизироваться. Может, они попеременно моргают или одновременно», — объясняет ученый. Его задача, как математика и программиста, создать такой алгоритм обработки полученной информации, который позволит построить картину того, как все это в нашей голове обрабатывается, и при этом отстроится от индивидуальныхе особенностейи мозга исследуемого человека, а понять общий принцип работы мозга.

«Во всех парадигмах мы изучаем мозг, как некий очень простой механический объект. Мы помещаем его в очень простые, строго контролируемые условия. Образно, мы как бы подходим к огромному колоколу с очень маленьким молоточком и начинаем его изучать, но мы с этим маленьким молоточком не узнаем ведь, дает ли он малиновый звон», — объясняет Осадчий. И все же, даже так, очень многое об этом «колоколе» ученые уже узнали. Сейчас они изучают более сложные процессы принятия решений.

Аватар — не только название фильма

С помощью специальных электродов, которые прикладываются к определенным отделам головы, уже можно не только получить картину работы мозга, но и научиться действовать мозгом напрямую, например, управляя «аватаром» в компьютерной игре или приводя в движение игрушечные машинки. Более того, наблюдая визуализированную картину деятельности своего мозга в режиме реального времени, можно научиться управлять своими показателями. Эти возможности сейчас начали использовать для немедикаментозной терапии эпилепсии, депрессии, реабилитации после инсульта.

27 ноября в Санкт-Петербурге прошли первые международные соревнования людей с ограниченными возможностями, использующих ассистивные нейротехнологии. В одном из них люди соревновались в прохождении компьютерной игры, управляя ей с помощью прямых команд мозга. Команда ВШЭ в этих играх выставила атлета-колясочника Артема Воробьева, который всего 5 получасовых занятий научился управлять движением подводной лодки в игре, воображая движения своими руками или обездвиженными ногами . Лодка двигалась вверх или вниз в зависимости от того, на какой части тела концентрировалось его внимание – на ногах или руках. Информация в компьютер передавалась со специальных датчиков, прикрепленных к голове, которые снимали данные сенсомоторного ритма, который связан с движением частей тела. Этот ритм, как и другие, можно тренировать, даже оставаясь без движения. Ученые знают уже несколько видов ритмов головного мозга (диагностируемые электрические колебания), самый известный из которых – альфа-ритм. Именно его показатели сейчас используются в популярных нейроигрушках – нейромашинках, которые двигаются в зависимости от того, расслаблен человек или на чем-то сконцентрировал свое внимание.

Фитнес для мозга

Управлять своим мозгом люди умеют уже давно. Особых успехов в этом достигли йоги. Но на каждого хорошего гуру не хватит, а вот специальные устройства могут в этом помочь многим. С помощью нейровизуализации можно увидеть сигналы своего мозга и научиться управлять ими только с помощью своей мысли или желания. Так, глядя на экран монитора, который показывает колебания столбика, соответствующего колебанию ритмов мозга, можно научиться делать его выше или ниже, развивая те или иные участки мозга. Впрочем, по словам Алексея Осадчего, тот же альфа-ритм своего мозга человек может перестроить за полдня и даже научиться определять, высокий он или низкий без аппаратуры.

Читайте так же:
Жесткий диск начал щелкать

Сейчас тренировка мозговой активности часто используется в спорте и в некоторых профессиях. В зарубежных спортивных клубах используют парадигму нейрообратнойсвязи для тренировки концентрации и сосредоточенности атлетов, объясняет Осадчий. Свое внимание подобным образом тренируют авиадиспетчеры. Также эта методика популярна у поклонников медитации.

Кроме того, парадигма нейрообратной связи (neurofeedback) может использоваться для немедикаментозного лечения некоторых заболеваний. Например, Алексей Осадчий рассказал, что, наблюдая в режиме реального времени за показателями своего мозга, люди, больные эпилепсией, могут научиться предотвращать начало припадка. Эпилептический припадок возникает вследствие неконтролируемого разряда нейронов в мозгу, и если вычислить, где и когда он начинается, то можно научиться его останавливать.

Нейрообратная связь (neurofeedback) — технология, которая заключается в непрерывном мониторинге в режиме реального времени определенных показателей активности головного мозга и при помощи мультимедийных, игровых технологий, а также технологий виртуальной реальности и других приемов — сознательном, а иногда даже неосознаваемом управлении этими показателями.

К настоящему времени исследователи также выяснили, что тренировка биологической обратной нейросвязи может помочь в лечении депрессий, фобий, синдрома дефицита внимания у детей и некоторых других заболеваний, а также при реабилитации после инсультов. Подобные исследования проводятся уже много лет, и ученые полагают, что с помощью подобных тренингов можно расширить возможности нашего мозга — улучшить память, способность к обучению и даже творческие способности. Во всяком случае, такие задачи перед собой ставит российский проект «Нейронет». По словам Алексея Осадчего, сейчас в области медицинского применения технологии нейрообратной связи все еще слишком много шарлатанов, эксплуатирующих эффект плацебо, но сама по себе нейрообратная связь вполне научна и работает.

«НейроНет — это среда информационного обмена нового поколения, которая станет следующим этапом развития современного интернета. Взаимодействие участников будет осуществляться с помощью инновационных нейрокомпьютерных интерфейсов, а сами компьютеры станут нейроморфными (похожими на мозг). В будущем технологии, продукты и услуги рынка НейроНета охватят все аспекты жизни и существенно расширят возможности человека».

До «Матрицы» пока далеко, но это уже не фантастика

На Западе нейронаукой занимаются давно, но в России интерес к ней всколыхнулся в 2010 году, а к 2013 не только ученые, но и государство и предприниматели поняли, что нужно этим заниматься, чтобы хотя бы не отстать от западных разработок. Был создан отраслевой союз «Нейронет», который стремится объединить ученых, бизнесменов и чиновников для создания технологий и поддержки изобретений, которые помогут расширить ресурсы мозга. В планах проекта развитие нейромедицины, нейроразвлечений, нейрообразования, нейромаркетинга и рекламы.

Такие же задачи решают и на Западе. В США инвестициями в нейронауку занимается, например, владелец Tesla и SpaceX миллиардер Илон Маск. Маск хочет создать импланты, при помощи которых можно считывать и анализировать информацию прямо из мозга, а также замещать функцию поврежденной нервной ткани.

«Маск хочет сделать импланты в мозг, при помощи которых он бы считывал информацию оттуда и ее анализировал для совершенно разных целей, например, для управления внешними устройствами, протезами, уже не говоря о том, что в недалеком будущем все это будет подсоединено к так называемому «интернету вещей» прямо через голову. Это, конечно, ужасно и я не понимаю, зачем это нужно, но это, скорее всего, будет так. Это чистой воды «Матрица», — рассказывает Осадчий. При этом сам ученый вовсе не сторонник «киберстрашилок»: «Я далек от мысли о том, что мы будем слиты с компьютером настолько, чтобы подхватить компьютерный вирус. Мозг такая живая штука, он меняется, если надо будет поставить защиту, он ее поставит», — считает он.

Сейчас, научная группа ВШЭ Центра нейроэкономики и когнитивных исследований во главе с Алексеем Осадчим и нейробиологом Михаилом Лебедевым занимается разработкой технологии, которая позволит объединить мозг и компьютер. В начале декабря ученые получили мегагрант на создание «двунаправленных интерфейсов Мозг-Компьютер для управления, стимуляции и коммуникации».

Этот грант посвящен созданию помещаемых в мозг интерфейсов, которые бы не только декодировали активность мозга и передавали управляющий сигнал в протез, но также получали данные от протеза и передавали их обратно в мозг, замыкая , таким образом, петлю обратной связи. Такая технология двунаправленных интерфейсов позволит сделать управление протезом более естественным и создать ощущение собственной конечности. Это позволит не только повторять естественные движения тела, но и получать от протезов обратную связь и поможет вернуть людям с ампутированными руками, например, чувство осязания. Также она позволит естественно регулировать силу механической руки сигналами от мозга. Господин Осадчий считает эту задачу большим вызовом для ученых. Но для ее воплощения в жизнь нужно решить еще массу технических проблем.

Читайте так же:
Материнская плата asrock z370 pro4 отзывы

«Нужно, во-первых, понять, при помощи какого импланта можно считывать активность, как сделать имплант, который не будет отторгаться? Для этого он должен обладать механическими свойствами, похожими на свойства мозга, что-то вроде геля или желе. Также имплант должен обеспечивать определенную многоканальность, но не нести септических рисков, то есть, скорее всего, он должен быть размещен внутри мозга и общаться с внешними устройствами через радиоканал», — рассуждает собеседник.

Проблем на самом деле много: ведь у такого импланта должен быть источник энергии, а имплант должен по каналу связи передавать очень много информации на протез и обратно. Кроме того, необходимо разработать алгоритм, который будет в режиме реального времени декодировать данные, полученные из мозга, а потом обратно кодировать в тот же формат данные протеза о свойствах поверхности, которой он касается, или о силе сжатия. Решение этой задачи поможет множеству людей снова зажить полноценной жизнью: снова начать ходить, пользоваться руками.

Развитие нейронауки может помочь и здоровым людям, расширив возможности их мозга. Исследования в ней проводятся на стыке нескольких наук — биологии, математики, кибернетики и психологии. Уже сейчас в России множество заинтересованных исследователей работают над разработкой нейрогаджетов для обучения, развития творческих способностей и даже для отдыха и релаксации, не говоря уже о тренировке мозга.

Компании BrainGate удалось установить широкополосную беспроводную связь между мозгом человека и компьютером

Похоже, человечество делает успехи не только в плане освоения космоса. Люди с каждым годом все больше узнают о самих себе, используя это знание в разного рода практических проектах. Один из них — подключение мозга к вычислительным системам.

Всего через несколько месяцев после того, как Илон Маск продемонстрировал рабочий прототип чипа Neuralink, имплантированный сначала в мозг свиньи, а затем — обезьяны, компания BrainGate смогла достичь еще большего. Ученым и инженерам удалось установить беспроводную связь между человеческим мозгом и машиной. В эксперименте согласились принять участие два добровольца — парализованные из-за повреждений спинного мозга мужчины 35 и 63 лет.

Эксперимент доказывает возможность восстановления мобильности у парализованных пациентов — хотя бы за счет использования роботизированных и бионических протезов. Конечно, все это будет разработано лишь через несколько лет, но, в любом случае, надежда уже далеко не призрачная.

В целом, даже несколько лет назад беспроводную связь между мозгом человека и компьютером считали уделом исключительно научной фантастики. Но за короткое время сразу несколько компаний и научно-исследовательских организаций смогли добиться впечатляющих успехов.

Что предлагает BrainGate?

Компания разработала электродную матрицу, которая имплантируется в моторную кору головного мозга. Конечно, для этого требуется инвазивное вмешательство — пока без этого никак. Нейроны моторной коры действуют нормально, ведь они, в отличие от спинного мозга, не повреждены. Просто сигнал из головного мозга не поступает дальше места повреждения спинного мозга.

А значит, сигналы нейронов моторной коры можно принять, расшифровать и передать компьютеру, который их декодирует. Далее компьютер отправляет уже понятную команду манипулятору. В общем-то сигнал можно передать на любое внешнее устройство. А значит, человек, к мозгу которого подключен чип, сможет управлять любым совместимым с нейроинтерфейсом устройством — хоть кофеваркой, хоть протезом.

По словам ученых, сигналы фиксируются системой без проблем, передача тоже отлажена. Поэтому информацию с датчиков, соединенных с имплантированным чипом, можно передавать любым способом: как по проводам, так и без них. Последний способ во многих случаях гораздо удобнее, поскольку не требует физического подключения пациента к оборудованию.

Провода неудобны хотя бы тем, что пациент может управлять чем-то лишь в пределах помещения, где размещена система, к которой он подключен. Кроме того, постоянно нужен надзор, чтобы отключать провода после проведения тестов. В общем, особо функциональной проводная система быть не может. Легко представить, как кресло пациента наезжает на случайно упавший провод, лежащий на полу.

У беспроводной системы в этом случае одни преимущества. Пациенты могли использовать имплант круглые сутки (батареи хватает на 36 часов работы нейроинтерфейса). Данные передавались даже во время сна добровольцев.

Аналоги есть, но у чипа BrainGate высокая пропускная способность

Действительно, если даже не вспоминать о проводных системах подобного типа, есть и беспроводные аналоги. Но практически у всех очень низкая пропускная способность.

Пример — система Utrecht NeuroProsthesis. Здесь тоже чип, который имплантируется в мозг. Электроды выводятся через миниатюрное отверстие в черепе человека и подключаются к приемопередатчику. Тот усиливает сигнал и передает его на декодер, подключенный к компьютеру. Декодер служит в качестве системы связи между компьютером, которым управляет пациент, и человеком.

Проблемой этой системы является ее крайне малая пропускная способность. Она способна декодировать лишь сигнал вроде «да» и «нет» и больше ничего. Понятно, что для управления роборукой или, тем более, экзоскелетом Utrecht NeuroProsthesis не подходит. «Это двухпозиционный переключатель, его нельзя использовать для нормального управления ПК. Так что идея импланта, который передает абсолютно все сигналы моторной коры, — это отличная возможность достичь прогресса в области нейроинтерфейсов», — заявил создатель NeuroProsthesis.

Читайте так же:
Мощная акустика для компьютера

«Мы продемонстрировали результаты тестирования системы, доказав, что наш проект эквивалентен проводным технологиям, которые долгое время были золотым стандартом производительности BCI», — отметил представитель BrainGate.

Neuralink, обезьяна и Pong

Похожая система есть и у Neuralink, причем, как можно заметить на фото, никаких электродов на голове у обезьянки, в мозг которой вживлен чип нейроинтерфейса, нет. Благодаря чипу N1 Link с 1024 электродами девятилетняя макака смогла перемещать объекты на мониторе при помощи курсора. Сначала с подключенным к манипулятору кабелем, а затем — без него. Наверное, если бы обезьяна понимала, что без кабеля манипулятор бесполезен, то у нее ничего бы не получилось. А так — игра в Pong пошла не хуже, чем при подключенном кабеле.

Маск утверждает, что такая система позволит парализованному человеку набирать текст на экране компьютера гораздо быстрее, чем это делает здоровый пользователь пальцами. В перспективе Маск надеется на появление бионических систем, которыми можно будет управлять силой мысли. Теоретически, они помогут парализованным пациентам снова ходить. Ну или перемещаться каким-то иным образом.

Главный вывод из всего этого: научная фантастика уже давно стала реальностью. То, что рано или поздно ученые создадут системы для восстановления опорно-двигательных функций парализованных хотя бы частично людей, сомнений нет. Когда они будут созданы — другой вопрос.

Кстати

Нейроинтерфейс – система для обмена информации между мозгом человека и электронным устройством.

Как россияне относятся к чипированию людей?

• 84% россиян слышали о чипировании, но действительно знают, что это такое, лишь 15% (27% среди жителей Москвы и Петербурга).

• 77% относятся отрицательно к идее чипирования людей и боятся: слежки, плохого влияния на здоровье, кражи данных с чипа.

• 45% россиян опасаются скрытого чипирования. В основном это жители сельской местности и люди, имеющие среднее образование.

• Преимуществами чипирования россияне называют: отсутствие необходимости носить с собой документы, возможность быстрее найти пропавшего человека, замену банковских карт чипом, быстрое оказание медпомощи за счет хранения на чипе всех данных о человеке (4%). 34% опрошенных преимуществ чипирования не видят.

По данным ВЦИОМ. Опрос проведен 1 августа 2020 года среди 1600 россиян в возрасте от 18 лет.

Матрица в реальной жизни: можно ли подключить мозг к компьютеру?


Казалось бы, еще 10-20 лет назад подобный вопрос многие сочли ты странным. Соединение живого человека с машиной было возможно разве что в фантастических фильмах. Однако сегодня возможность подключения человеческого мозга к компьютеру обсуждается вполне серьезно. На передовой прогресса – Илон Маск и Марк Цукерберг.

Искусственный интеллект

Тема искусственного интеллекта обрела особую популярность в ХХ веке. Размышления о том, достигнут ли машины такого уровня сложности, чтобы их можно было назвать мыслящими, занимал и крупных ученых, и писателей-фантастов. Кто-то говорит об опасности разумных роботов, которые могут оказаться враждебно настроенными по отношению к человеку. Но в медицине, например, искусственный интеллект зачастую рассматривается как подспорье в установлении диагноза: он эффективно может использоваться для анализа большого количества данным.

Что предлагает Маск?


В 2017 году всемирно известный предприниматель Илон Маск объявил о создании компании Neuralink. Из многочисленных комментариев экспертов можно сделать вывод, что основная цель компании – создать так называемое «нейронное кружево». Это сеть из десятков чипов, которые «вживляются» в мозг, значительно повышают его производительность и расширяют возможности. А также позволяют коммутировать мозг и различные электронные устройства напрямую.

На первоначальном этапе эта технология будет иметь чисто медицинское значение – например, поможет больным восстанавливаться после инсульта. Но затем, если получится все, что задумал Маск, нейронное кружево смогут использовать и обычные люди. Осталось только придумать способ вживления чипов, который не потребует обширного хирургического вмешательства на мозге. Например, через кровоток.

Маск не один

С проектом «подключения мозга к компьютеру» выступает, кстати, не только Маск. Например, компания Facebook в прошлом году объявила о том, что работает над системой, которая позволит вводить данные в компьютер силой мысли. При этом специалисты компании заявляют, что никаких дополнительных устройств в организм вживлять для этого не потребуется.

Facebook планирует воздать некое устройство, которое декодирует сигналы мозга. Но не все подряд, а те, которыми человек готов поделиться. То есть устройство будет считывать сигналы из речевого центра мозга, оформленные в слова, нашу внутреннюю речь.

Воплощено на практике


Технологии распознания сигналов мозга, которые еще предстоит довести до совершенства, уже находят практическое применение. Так, автомобильная компания Nissan разработала устройство, которое считывает сигналы мозга водителя и «подстраивает» под них движение автомобиля. Это не автопилот, когда автомобиль сам управляет собой. Это, скорее, симбиоз человека и машины, которые взаимодействуют.

Два года назад специалисты Университета Беркли в Калифорнии представили проект «нейронная пыль». Это очень маленькие датчики, сенсоры, которые помещаются в организм и могут в реальном времени отследить работу любого органа или мышцы. Так что до появления первых киборгов осталось совсем немного: Маск планирует завершить создание «нейронного кружева» через 10 лет.

А кстати, вы знали, что роговицу глаза уже можно напечатать на 3D-принтере? О том, как высокие технологии применяются в медицине, читайте в нашей статье.

Читайте так же:
Монитор принтер акустические колонки образуют группу устройств

Нейрокомпьютерный интерфейс: кто и как пытается создать сверхлюдей

Исследователи в лабораториях ведущих университетов и широко известных компаний за последние 50 лет добились больших успехов на пути к созданию нейрокомпьютерного интерфейса. Известные предприниматели, такие как Илон Маск (Neuralink) и Брайан Джонсон (Kernel), объявили о запуске новых стартапов, которые направлены на расширение возможностей человека с помощью интерфейса «мозг-компьютер». Однако насколько мы в действительности близки к тому, чтобы успешно подключить наш мозг к технологиям?

Когда-то древние греки фантазировали о возможности полета, сегодня же главной футуристической мечтой стала идея о слиянии человеческого мозга и машины для потенциального решения проблемы человеческой смертности. Может ли ум напрямую соединиться с искусственным интеллектом, роботами и другими умами с помощью технологий нейрокомпьютерного интерфейса?

Как появилась эта идея?

Эб Фетц (Eb Fetz), исследователь Центра Сенсомоторной Нейроинженерии (CSNE) Вашингтонского университета одним из первых начал работать над объединением машины с умами. В 1969 году, еще до появления персональных компьютеров, он продемонстрировал, что обезьяны могут усилять свои мозговые сигналы для управления иглой, перемещавшейся по циферблату.

Большая часть последних исследований в сфере НКИ (нейрокомпьютерных интерфейсов) направлена ​​на улучшение качества жизни людей с разными формами паралича или серьезными двигательными нарушениями. Например, исследователи из Университета Питтсбурга используют сигналы, записанные внутри мозга, для управления роботизированной рукой.

Исследователи из Стэнфорда могут считывать, какие движения хотят совершить парализованные пациенты, с помощью сигналов головного мозга, давая им возможность беспроводного использования планшета. Аналогичным образом некоторые виртуальные ощущения могут быть отправлены обратно в мозг посредством передачи электрического тока внутрь или на поверхность мозга.

Чем может помочь НКИ?

Нейрокомпьютерный интерфейс уже используется для восстановления зрения и слуха. Самые ранние версии бионических глаз для людей с серьезными нарушениями зрения разрабатывались коммерческими компаниями, а их усовершенствованные версии уже сейчас проходят испытания на людях. Кохлеарные имплантаты , в свою очередь, стали одними из самых успешных и наиболее распространенных видов бионических имплантатов – их используют более 300 000 людей с нарушениями слуха по всему миру.

двунаправленные НКИ

Наиболее продвинутыми интерфейсами являются двунаправленные нейрокомпьютерные интерфейсы, которые могут и стимулировать нервную систему, и получать данные от нее – то есть работать в двух направлениях. Исследования, проведенные в центре Сенсомоторной Нейроинженерии НКИ, показали, что эта технология может использоваться для лечения инсульта и повреждений спинного мозга. Таким образом укрепляются связи между двумя отделами головного мозга или между мозгом и спинным мозгом, а также перенаправлять информацию вокруг области повреждения, реанимируя парализованную конечность.

Статья по теме

Цукерберг: Facebook создает интерфейс, который позволит общаться силой мысли

Учитывая уровень прогресса технологий на сегодня, может показаться, что интерфейс «мозг-компьютер» уже практически готов стать следующим must-have гаджетом.

В чем опасность НКИ?

Однако у современных НКИ все еще довольно много недостатков: они производят движения намного медленнее, более упрощенно и менее точно, чем те, что здоровый человек легко может выполнять своими конечностями. Бионические глаза обладают очень низким зрением, а кохлеарные имплантаты могут переносить ограниченную речевую информацию, но искажают восприятие музыки. И чтобы все эти технологии работали, электроды должны быть имплантированы хирургическим путем – вариант, который большинство людей не стало бы рассматривать.

управление мозгом

Существуют и неинвазивные нейрокомпьютеные интерфейсы, они не требуют хирургического вмешательства и обычно основаны на записях электроэнцефалографа (ЭЭГ) с поверхности кожи головы. Чаще всего метод используется для демонстрации контроля над курсорами, инвалидными колясками, роботизированными руками, дронами, роботами-гуманоидами и даже коммуникации между мозгом и мозгом. Но все демо версии были проверены в лабораторных условиях – там, где тихие помещения, испытуемые не отвлекаются, техническая установка проводится долго и методично, а эксперименты продолжаются лишь столько, сколько требуется, чтобы убедиться, что концепция возможна. Очень сложно сделать эти системы быстрыми и надежными для использования в реальном мире.

Статья по теме

В Японии появилось устройство для чтения человеческих мыслей

Даже с имплантированными электродами, возникает другая проблема при попытке прочитать наши мысли из-за того, как структурированы наши мозги. Мы знаем, что каждый нейрон и тысячи соседних с ним образуют невообразимо сложную и постоянно меняющуюся сеть. Представьте, что вы пытаетесь понять разговор между большой группой друзей на сложную тему, но вам разрешено слушать только одного человека. Возможно, вам удастся понять в общем тематику беседы, но определенно не все подробности и нюансы дискуссии. Поскольку даже лучшие имплантаты позволяют нам получать информацию лишь из нескольких небольших участков мозга за раз, мы, конечно, можем делать довольно впечатляющие вещи, но совсем не понимаем весь «разговор».

Статья по теме

Мозг Эйнштейна: такой ли уж он особенный?

Существует также то, что ученые называют «языковым барьером». Нейроны общаются между собой посредством сложного взаимодействия электрических сигналов и химических реакций. Этот родной электрохимический язык нелегко интерпретировать с помощью электрических цепей. По этой же причине, когда мы передаем мозгу сигналы с помощью электрической стимуляции, они получаются с сильным электрическим «акцентом». Это затрудняет понимание мозгом того, что пытается передать стимуляция в разгар продолжающейся нейронной активности.

Наконец, существует проблема повреждения мозга. Имплантированная электроника часто вызывает рубцевание и иммунные реакции мягкой и гибкой ткани головного мозга, а значит, что имплантаты теряют свою эффективность с течением времени. Хотя возможно в дальнейшем гибкие биосовместимые волокна смогут решить эту проблему.

Какое будущее нас ждет?

робот

Несмотря на все эти трудности, у нейрокомпьютерных интерфейсов довольно светлое будущее. Им не обязательно быть идеальными, так как наш мозг удивительно адаптивен и способен научиться использовать НКИ, подобно тому, как мы изучаем новые навыки, такие как управление автомобилем или использование сенсорного интерфейса. Точно так же мозг может научиться интерпретировать новые типы сенсорной информации, даже получая их неинвазивно, например, посредством магнитных импульсов.

Читайте так же:
Жесткий диск одним словом

Статья по теме

В конечном счете, ученые Центра Сенсомоторной Нейроинженерии считают, что двунаправленные НКИ, подразумевающие, что электроника учится с мозгом и постоянно возвращается к нему в процессе обучения, могут оказаться необходимым шагом для построения нейронной связи между технологиями и мозгом.

Исследователи уже открыли новые пути преодоления языкового барьера НКИ. Например, инъекционное «нейронное кружево», технология, обеспечивающая прямую связь мозга с компьютером, может оказаться перспективным способом постепенного расширения нейронов рядом с имплантированными электродами, вместо их отторжения. Гибкие зонды на основе нанопроволок, гибкие нейронные каркасы и стеклянные углеродные интерфейсы могут также помочь сосуществованию нейронов головного мозга и компьютера.

Статья по теме

Когда мы сможем загрузить мозг в компьютер

Новый стартап Илона Маска Neuralink определил свою конечную цель как усовершенствование людей с помощью НКИ, чтобы дать фору нашему мозгу в гонке между человеком и искусственным интеллектом. Маск надеется, что благодаря возможности подключиться к технологиям, человеческий мозг сможет расширить свои возможности и, возможно, позволит нам избежать печального будущего, если (или когда) ИИ превзойдет естественные возможности человека. Такие идеи могут показаться странными и излишне футуристическими, однако не стоит относится к ним пренебрежительно. В конце концов, и беспилотные автомобили 15 лет назад считались чем-то из области научной фантастики.

В более близком будущем, однако, поскольку интерфейсы «мозг-компьютер» выходят за пределы восстанавливающей функции у людей с ограниченными возможностями, нам необходимо четко осознавать множество этических, моральных и социальных проблем связанным с таким стремительным развитием технологий.

Что такое нейрокомпьютерный интерфейс?

Это система, которая напрямую обменивается информацией между мозгом и электронным устройством. В широком смысле ее можно понимать как искусственные эквиваленты органов чувств (например, бионический глаз) и других устройств. Эти устройства работают в одном направлении и уже давно используются в медицине.

Гораздо больший интерес представляют разнонаправленные интерфейсы. Они позволяют как мозгу, так и внешним электронным устройствам получать сигналы и служить их источником. О такой интегрированной связи между мозгом и внешним миром давно писали в научной фантастике, а в последнее время этим занялись ученые.

Такие интерфейсы работают путем регистрации электрической активности мозга, когда наши мысли и желания отображаются на электроэнцефалограмме (ЭЭГ) и анализируются компьютером.

Эксперимент с быком — точка невозврата

Идея объединения мозга и компьютера впервые была предложена профессором Йельского университета Хосе Мануэлем Родригесом Дельгадо. Он изобрел стимулятор — небольшой имплантируемый чип, который встраивается в мозг и управляется радиосигналами.

Хосе Мануэлем Родригесом

В 1963 году он имплантировал стимулятор в мозг быка и смог влиять на поведение животного с помощью дистанционного управления. Это событие произвело большое впечатление на общество и стало отправной точкой для развития нейронных интерфейсов, какими мы их знаем сегодня.

Как военные, так и ученые, заинтересовались возможностью соединения мозга и компьютера. Они продолжали проводить эксперименты на животных вплоть до конца 1990-х годов. А в 1998 году нейронный интерфейс был впервые имплантирован в мозг парализованного человека. После вживления чипа, пациент вновь смог взаимодействовать с другими людьми.

Интерес к нейронному интерфейсу продолжает расти, и многие эксперты считают, что они станут основной технологией 21 века. Такого мнения придерживается и миллиардер Илон Маск. Его компания «Neuralink» успешно развивается в этой области. В планах известного бизнесмена — имплантировать в мозг людей устройства, которые обеспечат им полный доступ в интернет.

Neuralink

Нейронные интерфейсы: типы и особенности

Существует два основных способа классификации нейронных интерфейсов: по способу подачи команд (активный и пассивный) и по способу взаимодействия пользователей с системой (инвазивный и неинвазивный).

При использовании активного нейронного интерфейса пользователь самостоятельно инициирует команду. Например, он представляет себе, что делает какие-то движения — система считывает сигналы его мозга и интерпретирует их в конкретные действия.

В пассивных нейрокомпьютерных интерфейсах пользователь не выдает никаких команд. Система работает автономно.

Инвазивные нейронные интерфейсы — это те, которые подразумевают прямую имплантацию электродов в мозг пациента. В ближайшем будущем такие системы будут очень распространены и использоваться всеми людьми.

Неинвазивные нейронные интерфейсы очень популярны сегодня. Они считывают мозговую активность с помощью внешних устройств.

Что дальше? — Экзокортекс

Экзокортекс

Под экзокортексом следует понимать внешний компьютер или нейропротез для коры головного мозга, подключенный к человеческому мозгу и предназначенный для расширения его возможностей. С развитием интерфейсов мозг-компьютер, экзокортексы станут реальностью. Ученые считают, что эта технология поможет перенести человеческое сознание в робота или даже объединить нескольких людей в один суперорганизм.

Проекты Илона Маска

Занимается разработками интерфейса человек-компьютер и известный канадско-американский миллиардер Илон Маск. Основанная им компания Neuralink собирается создать нейронный шнур, покрывающий поверхность мозга и считывающий его информацию в реальном времени. Эта же технология должна позволить передавать информацию и от компьютера человеку – например, для быстрого изучения языка.

Не исключено, что изобретение компании Маска пригодится и в медицине. Например, для помощи тем же парализованным пациентам. Однако здоровые люди могут и не согласиться на вживление в мозг имплантатов, даже ради получения определённых преимуществ – и эту проблему тоже предстоит решать разработчикам нейрокомпьютерного интерфейса.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector