- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -
Подобно тому, как древние греки мечтали о полете, сегодня мы мечтаем объединить
За последние 50 лет исследователи из университетских лабораторий и компаний по всему миру добились впечатляющего прогресса в достижении такого будущего. В последнее время успешные предприниматели, например, Илон Маск (Neuralink [3]) и Брайан Джонсон (Kernel [4]), объявили о новых компаниях, чья цель – расширить человеческие возможности при помощи объединения
Насколько близки мы к успешному объединению нашего
Эб Фетц (Eb Fetz), исследователь из Центра Сенсорной Нейронной Инженерии (CSNE) [5], является одним из пионеров в подключении машин к
Большая часть современных работ над BCI направлена на улучшение качества жизни парализованных людей или имеющих серьёзные двигательные нарушения. Возможно, вы слышали о них в новостях: исследователи из Университета Питтсбурга используют сигналы, записанные внутри
Аналогичным образом, некоторые ограниченные виртуальные ощущения могут быть направлены обратно в
Как насчёт наших главных чувств – зрения и слуха? Первые версии бионических глаз [11] для людей с серьёзным нарушением зрения были выпущены на коммерческой основе, и улучшенные версии проходят клинические испытания [12]. Слуховые имплантаты, с другой стороны, стали одним из самых успешных и наиболее распространённых бионических имплантатов – более 300 000 людей во всём мире [13] используют их.
Двунаправленный интерфейс «мозг-компьютер» (BBCI) может записывать сигналы из
Наиболее сложными BCI являются «двунаправленные» BCI (BBCI), которые могут принимать сигналы из нервной системы и посылать их в неё. В нашем центре мы изучаем BBCI как радикально новый реабилитационный инструмент для лечения инсульта и травмы спинного
Глядя на все эти успехи вы можете подумать, что нейроинтерфейс станет следующим потребительским гаджетом.
Но внимательный взгляд на BCI показывает, что мы всё ещё недалеко ушли: когда BCI управляют движениями, они намного медленнее, менее точны и менее сложны, чем те, которые нормальные люди легко делают со своими конечностями. Бионические глаза обладают очень низким разрешением, слуховые имплантаты могут в электронном виде переносить речевую информацию, но искажают музыку. И чтобы все эти технологии работали, электроды должны быть имплантированы хирургически – перспектива, которую большинство людей ещё не приемлет.
Однако не все BCI являются инвазивными. Неинвазивные BCI, которые не требуют хирургического вмешательства, существуют. Они обычно основаны на электрических (ЭЭГ [17]) записях с кожи головы и используются для демонстрации контроля курсоров [18], инвалидных колясок [19], роботизированных рук [20], беспилотных летательных аппаратов [21], человекоподобных роботов [22] и даже коммуникации мозга с мозгом [23].
Электрокортикографическая сетка, используемая для обнаружения электрических изменений на поверхности
Но все эти успехи были в лаборатории, где комнаты тихие, испытуемые не отвлекаются, подготовительные процессы длинные и методичные, а эксперименты продолжаются достаточно долго, чтобы показать рабочую концепцию. Очень сложно сделать эти системы быстрыми и прочными, чтобы практично использовать их в реальном мире.
Даже с имплантированными электродами возникает проблема при попытке читать мысли – по причине малоизученной структуры нашего
Представьте, что вы пытаетесь понять разговор между большой группой друзей на сложную тему, но вам разрешено слушать лишь одного человека. Возможно, вы сможете очень грубо разобраться, о чем идёт речь, но определённо не узнаете все детали и нюансы. И наши лучшие имплантаты лишь позволяют слушать несколько небольших участков
Существует также то, что мы считаем языковым барьером. Нейроны общаются друг с другом при помощи сложного взаимодействия электрических сигналов и химических реакций. Этот естественный электрохимический язык можно интерпретировать с помощью электрических схем, но это непросто. Точно так же, когда мы передаём сигналы в
Наконец, есть проблема повреждения. Мозговая ткань мягкая и нежная, в то время как большинство наших электропроводящих материалов – проводов, которые соединяются с мозговой тканью – очень жёсткие. Причина, по которой имплантированная электроника часто вызывает образование рубцов и иммунных реакций [26], а имплантаты теряют эффективность с течением времени. Гибкие биосовместимые волокна [27] и массивы [28] могут в конечном итоге решить проблему.
Несмотря на все эти проблемы, мы полны оптимизма к нашему бионическому будущему. BCI не должны быть идеальными.
Мы считаем, что «коадаптивный» двунаправленный BCI, в котором электроника учится с
Мы также с восторгом смотрим на недавние успехи в лечении таких заболеваний, как диабет, используя «электролечение» [31] – экспериментальные небольшие имплантаты, лечащие болезнь без лекарств, передавая команды непосредственно внутренним органам.
Исследователи открыли новые пути преодоления электро-биохимического языкового барьера. Например, инъекционное «нейронное кружево» [32] может оказаться хорошим способом увеличения роста нейронов вокруг имплантированных электродов, а не отторжения их. Гибкие нанопроволочные зонды [33], гибкие нейронные основы [34] и стеклоуглеродные интерфейсы [28] также могут позволить биологическим и технологическим компьютерам успешно сосуществовать в наших телах в будущем.
Новый стартап Илона Маска – Neuralink объявил конечную цель [35] – улучшить людей с помощью BCI, чтобы дать нашим мозгам фору в продолжающейся гонке между человеческим и искусственным интеллектом. Он надеется, что с возможностью подключения к машинам человеческий
BCI может изучаться в разных измерениях: взаимодействует ли он с периферической нервной системой (нервом) или центральной нервной системой (
Поскольку интерфейсы «мозг-компьютер» выходят за рамки восстановления функций людей с ограниченными возможностями и расширяют возможности трудоспособных людей, нам необходимо быть в курсе целого ряда вопросов, связанных с согласием, неприкосновенностью частной жизни, идентичностью и равенством. В нашем центре команда философов, врачей и инженеров [36] активно работает над решением проблем этической, моральной и социальной справедливости и предлагает нейроэтические рекомендации прежде, чем они войдут наши жизни.
Подключение нашего
Автор: Ariel VA Feinerman
Источник [37]
Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru
Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/budushhee-zdes/262822
Ссылки в тексте:
[1] мозг: http://www.braintools.ru
[2] нейроинтерфейс (BCI): http://bci.cs.washington.edu
[3] Neuralink: https://www.neuralink.com
[4] Kernel: http://kernel.co
[5] Центра Сенсорной Нейронной Инженерии (CSNE): http://www.csne-erc.org
[6] использовать свои мозговые сигналы, чтобы контролировать иглу: https://doi.org/10.1126/science.163.3870.955
[7] управления роботизированной рукой: https://www.youtube.com/watch?v=76lIQtE8oDY
[8] использовать планшет: https://www.youtube.com/watch?v=9oka8hqsOzg
[9] внутри: https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aaf8083
[10] на поверхности: https://doi.org/10.1109/TOH.2016.2591952
[11] Первые версии бионических глаз: http://www.secondsight.com/how-is-argus-r-ii-designed-to-produce-sight-en.html
[12] проходят клинические испытания: https://www.youtube.com/watch?v=3uRuIr35C5Y
[13] 300 000 людей во всём мире: https://www.nidcd.nih.gov/health/cochlear-implants
[14] между двумя областями мозга: https://doi.org/10.1038/nature05226
[15] между головным и спинным мозгом: http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2013.08.028
[16] реанимировать парализованную конечность: https://doi.org/10.1038/nature07418
[17] (ЭЭГ: https://en.wikipedia.org/wiki/Electroencephalography
[18] курсоров: https://doi.org/10.1073/pnas.0403504101
[19] инвалидных колясок: https://www.youtube.com/watch?v=JyJj32MsAUo
[20] роботизированных рук: https://www.youtube.com/watch?v=w6QEGeIKHw0
[21] беспилотных летательных аппаратов: https://www.youtube.com/watch?v=baEYCberLUA
[22] человекоподобных роботов: https://doi.org/10.1088/1741-2560/5/2/012
[23] мозга с мозгом: http://homes.cs.washington.edu/%7Erao/brain2brain
[24] невообразимо большую и постоянно меняющуюся сеть: https://doi.org/10.1126/science.1238411
[25] затрудняет нейронам понимание того, что стимуляция пытается передать: https://doi.org/10.1038/nn.2631
[26] образование рубцов и иммунных реакций: http://doi.org/10.1016/j.jneumeth.2005.08.015
[27] биосовместимые волокна: https://doi.org/10.1038/nbt.3093
[28] массивы: https://doi.org/10.1038/srep40332
[29] учиться использовать BCI таким же образом, как мы получаем новые навыки: https://doi.org/10.1073/pnas.1221127110
[30] используются неинвазивно: https://doi.org/10.3389/frobt.2016.00072
[31] успехи в лечении таких заболеваний, как диабет, используя «электролечение»: https://doi.org/10.1038/496159a
[32] инъекционное «нейронное кружево»: https://doi.org/10.1038/nnano.2015.115
[33] Гибкие нанопроволочные зонды: https://doi.org/10.1126/sciadv.1600955
[34] гибкие нейронные основы: http://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2015.11.063
[35] конечную цель: http://www.theverge.com/2017/3/27/15077864/elon-musk-neuralink-brain-computer-interface-ai-cyborgs
[36] команда философов, врачей и инженеров: http://www.csne-erc.org/research/neuroethics
[37] Источник: https://geektimes.ru/post/292353/
Нажмите здесь для печати.