Социальное взаимодействие это одна из основных потребностей человека. Однако есть категории людей, которые оказываются исключенными из нормальных социальных отношений из-за различных факторов, таких как проблемы общения, возникающие в результате таких условий, как синдром запертости (ЛИС), нервно-мышечные расстройства например, боковой амиотрофический склероз (БАС), инсульт или повреждение спинного мозга (ТСМ). В этом контексте интерфейсы мозг-компьютер (BCI) были разработаны, чтобы заполнить эти пробелы, предлагая форму личной независимости через прямой канал связи между человеческим мозгом и технологическим устройством.
Что такое интерфейсы мозг-компьютер?
Интерфейс мозг-компьютер (BCI) представляет собой форму связи, которая позволяет люди с двигательными нарушениями для подключения к внешним вспомогательным устройствам с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ) или других методов регистрации сигналов мозга. Этот новый рубеж когнитивная нейробиология призван продемонстрировать, как понимание электрической активности мозга может предоставить средства, обеспечивающие общение без участия мышечных движений.
Интерфейс мозга-компьютера работает путем обнаружения и интерпретации электрических сигналов, генерируемых мозгом. Эти сигналы улавливаются датчиков помещается на кожу головы или непосредственно в мозг, в зависимости от типа используемого интерфейса. Затем сигналы усиливаются, фильтруются и обрабатываются усовершенствованными алгоритмами, которые преобразуют их в команды, понятные электронному устройству.
BCI может быть:
- агрессивный: предполагает имплантацию электродов непосредственно в ткани головного мозга: позволяет очень точно обнаруживать нервные сигналы и особенно полезен в ситуациях тяжелого паралича или травм позвоночника, когда возможности взаимодействия с внешним миром значительно ограничены.
- неинвазивный: предсказывает нанесение на кожу головы датчиков, записывающих сигналы мозга через кожу. Этот подход часто используется в исследовательских и развлекательных контекстах.
- гибрид: сочетает в себе элементы инвазивных и неинвазивных интерфейсов, обеспечивая большую точность записи сигналов мозга. Этот метод часто используется в медицинской сфере, например, при контроле передовых протезов или при реабилитации пациентов с неврологическими повреждениями.
За последние десятилетия BCI привлекли растущий интерес исследователей в области когнитивной нейробиологии, нейронной инженерии и клинической реабилитации. Цель состоит в том, чтобы использовать данные, полученные с помощью BCI, для анализа премоторных движений, то есть изменений мозга, которые происходят до фактического движения, и применить их для соответствующего лечения протезных устройств.
Neuralink и проект Телепатия
Интерфейсы «мозг-компьютер» могут изменить жизнь к лучшему, так считают Elon Musk на главной странице Neuralink, компания, основанная в 2016 году с целью разработки усовершенствованного интерфейса «мозг-компьютер», способного позволить людям управлять компьютерными системами силой мысли, в медицинских целях и целях укрепления человеческого потенциала.
BCI, созданный Neuralink, Телепатия, чип размером с кнопку, предназначенный для интерпретации закономерностей нейронной активности и перевода их в действие.
За прошедшие годы этот чип претерпел несколько изменений: от внешнего имплантата, размещаемого за ухом, мы перешли к завод вставляется в небольшую полость, вырытую в черепе, что делает его практически невидимым после имплантации. Связь с внешним миром, которая изначально осуществлялась посредством USB-кабелей, со временем была реализована беспроводным соединением на основе технологии Bluetooth с низким энергопотреблением.
Одним из наиболее интересных аспектов проекта Neuralink является состав самого устройства, в частности системы. 1.024 очень тонких и гибких нити. которые собирают импульсы мозга и преобразуют их в цифровые данные. Эти потоки извлекают информацию из кора головного мозга, считается наиболее актуальной областью для практического применения, поскольку в ней находится высшие когнитивные функции.
Большим преимуществом этой технологии является ее чрезвычайная гибкость, функция, которая позволяет чипу более естественно адаптироваться к неровностям на поверхности мозга, улучшая долговременный электрический контакт. Это уменьшает образование рубцов и воспаление по сравнению с жесткими имплантатами.
Neuralink и первый человеческий имплантат
После нескольких лет испытаний и 8 месяцев после одобрения устройства властями США компания провела его первое испытание на человеке.
Имплантация телепатии в человеческий мозг является частью исследования ПРЕМЬЕР (Точный роботизированно-имплантированный интерфейс мозг-компьютер), клиническое испытание, целью которого является оценка безопасности беспроводного интерфейса мозг-компьютер и использования хирургического робота для имплантации.
Ноланд Арбо, мужчина 29 лет парализован ниже шеи, перенес операцию в Неврологическом институте Барроу в Финиксе, штат Аризона, в январе.
После непродолжительного выздоровления пациент начал использовать прибор «Телепатия» по 8-10 часов в день, проверяя его возможности как на плановых сеансах с исследователями, так и в свободное время. Поначалу результаты были впечатляющими. Фактически, Арбо заявил, что чип позволил ему восстановить связь с внешним миром и выполнять некоторые действия без посторонней помощи.
Однако через несколько недель после операции некоторые имплантированные провода оторвались от мозга, что значительно сократило количество функционирующих электродов. Исследователи обнаружили, что примерно 85% электродов телепатии имплантированный в мозг Арбо потерял контакт, что ограничило эффективность устройства.
В ответ на эти проблемы компания FDA одобрил установку будущих устройств на большую глубину мозга: хирургический робот сможет вводить электроды примерно на глубину 8 мм, по сравнению с 5, использованными в первом вмешательстве.
Neuralink: второй мозговой имплантат
Компания Маска недавно успешно завершила его второй мозговой имплантат на пациенте-человеке, выбранном из более чем 100 кандидатов. Операция была признана успешной, и теперь пациент может проектировать трехмерные объекты и играть в видеоигры, такие как Counter-Strike 2.
Этот второй имплантат, по-видимому, позволил избежать проблемы, с которой столкнулся первый пациент: новая процедура включала профилактические меры для обеспечения большей стабильности устройства, такие как вставка проводов глубже в мозг, что улучшает долгосрочный контакт и срок функциональности.
В заключение, BCI направлены на расширение границ взаимоотношений «мозг-компьютер», направленных на улучшение качества жизни людей с двигательными нарушениями и исследование новых границ в общении и взаимодействии с цифровыми устройствами. Илон Маск не единственный, кто хочет внедрить чипы в наш мозг. CEA из Гренобля работает над аналогичным продуктом, но менее агрессивным, чем «Телепатия».
источники:
• Интерфейсы «мозг-компьютер». (2023). https://www.researchgate.net/publication/375716270_Brain-Computer_Interfaces
• Регаладо, А. (2020 апреля 2 г.). С помощью Neuralink Илон Маск обещает телепатию между людьми. не верьте этому. Обзор технологий MIT. https://www.technologyreview.com/2017/04/22/242999/with-neuralink-elon-musk-promises-human-to-human-telepathy-dont-believe-it/
• Шенкленд, С. (2024 марта 22 г.). Мозговой чип Neuralink работает на человеке. Твой череп пока в безопасности. CNET. https://www.cnet.com/health/medical/neuralinks-brain-chip-is-running-in-a-human-your-skull-is-safe-for-now/
• Нейралинк. (без даты). NeuraLink — новаторские мозговые компьютерные интерфейсы. Нейралинк. https://neuralink.com/#mission
• Нейралинк. (2024, 3 мая). Новости о ходе исследования PRIME | Блог | Нейралинк. Блог Нейралинка. https://neuralink.com/blog/prime-study-progress-update/
• Neuralink заявляет, что второй имплантат мозгового устройства прошел хорошо
