Μιλώντας με συγγενείς, παίζοντας ένα παιχνίδι στον υπολογιστή και ελέγχοντας μια πρόσθεση - όλα αυτά μπορούν να γίνουν ακόμη και
Πώς επιστρέφουν οι παράλυτοι στην κανονική ζωή;
Ο Τζέιμς Τζόνσον ελπίζει ότι μπορεί να καθίσει μια μέραπάλι πίσω από το τιμόνι. Αν το κάνει αυτό, τότε μόνο χρησιμοποιώντας τη δύναμη των σκέψεών του. Τον Μάρτιο του 2017, ο Τζόνσον έσπασε τον λαιμό του σε ένα ατύχημα και έμεινε σχεδόν εντελώς παράλυτος από τους ώμους και κάτω.
Οι ειδικοί αποκατάστασης του Τζόνσον τον μύησαναπό ερευνητές του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνια (Caltech) στην Πασαντένα. Προσκλήθηκε να συμμετάσχει σε μια κλινική δοκιμή διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή (BCI ή BCI).
Πρώτα υποβλήθηκε σε νευροχειρουργική επέμβαση καιεμφύτευσε δύο πλέγματα ηλεκτροδίων στον εγκεφαλικό φλοιό. Αυτά τα ηλεκτρόδια καταγράφουν την πυροδότηση των νευρώνων στον εγκέφαλο. Στη συνέχεια, οι ερευνητές χρησιμοποιούν αλγόριθμους για να αποκρυπτογραφήσουν τις σκέψεις και τις προθέσεις του. Στη συνέχεια, το σύστημα χρησιμοποιεί την εγκεφαλική δραστηριότητα του Τζόνσον για να χειριστεί εφαρμογές υπολογιστή ή για να τον βοηθήσει να κινηθεί προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση.
Την πρώτη φορά που ο Τζόνσον χρησιμοποίησε τη διεπαφή εγκεφάλου-υπολογιστή, που εμφυτεύτηκε τον Νοέμβριο του 2018, μπόρεσε να μετακινήσει έναν κέρσορα γύρω από την οθόνη. Για να γίνει αυτό, έπρεπε απλώς να το σκεφτείς.
Από τότε, ο Johnson χρησιμοποίησε το BCI για έλεγχοένα ρομποτικό χέρι για να παίζει βιντεοπαιχνίδια και να οδηγεί ένα προσομοιωμένο αυτοκίνητο σε εικονική πραγματικότητα. Ο Τζόνσον είναι ένας από τους 35 ανθρώπους που εμφύτευσαν μακροπρόθεσμα BCI στον εγκέφαλό τους. Μόνο περίπου 12 εργαστήρια διεξάγουν τέτοιες μελέτες, αλλά ο αριθμός αυτός αυξάνεται.
Πόσο καλά διαβάζουν οι συσκευές τις σκέψεις και σας βοηθούν να κάνετε αυτό που θέλετε;
Τα τελευταία πέντε χρόνια, το φάσμα των δεξιοτήτων πουμπορεί να αποκατασταθεί χρησιμοποιώντας το BCI έχει επεκταθεί σημαντικά. Μόλις το 2021, οι επιστήμονες περιέγραψαν μια περίπτωση κατά την οποία ένας ασθενής χρησιμοποίησε ένα ρομποτικό χέρι που έστελνε αισθητική ανάδραση απευθείας στον εγκέφαλό του. Επίσης προσθετική συσκευή ομιλίας για όσους έχουν χάσει την ικανότητα ομιλίας λόγω εγκεφαλικού. Και ένας άνθρωπος που μπορούσε να επικοινωνήσει με ταχύτητα ρεκόρ ενώ φανταζόταν ότι έγραφε με το χέρι.
Μπορεί να αποκατασταθεί η ομιλία;
«Μία από τις πιο σοβαρές συνέπειες του εγκεφαλικού τραυματισμού είναι η απώλεια της ικανότητας επικοινωνίας», λέει ο Έντουαρντ Τσανγκ, νευροχειρουργός και νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Φρανσίσκο.
Στην αρχή της εργασίας με το BCI, οι συμμετέχοντες μπορούσαν να μετακινηθούνδρομέα στην οθόνη του υπολογιστή, φανταζόμενος την κίνηση του χεριού τους και πώς πατάνε τα πλήκτρα. Αυτή η επικοινωνία που βασίζεται σε δρομέα ήταν ικανή να μεταδίδει περίπου 40 χαρακτήρες ανά λεπτό, ένα ρεκόρ που σημειώθηκε το 2017 από μια ομάδα με επικεφαλής τον Krishna Shena, έναν νευροεπιστήμονα στο Πανεπιστήμιο Στάνφορντ στην Καλιφόρνια.
Στη συνέχεια, το 2021, η ίδια ομάδα ανέφερε μια νέα προσέγγιση στην οποία ένα μέλος, ο Dennis Degrare, ήταν σε θέση να μεταφέρει διπλάσιο αριθμό χαρακτήρων.
Ο συνάδελφος του Shenoy - Frank Willett - πρότεινε στον Degrayφανταστείτε τον να γράφει τις λέξεις με το χέρι ενώ οι ερευνητές μελετούν δεδομένα από τον κινητικό του φλοιό. Το σύστημα μερικές φορές δυσκολευόταν να αναλύσει σήματα που αφορούσαν γράμματα οπτικά παρόμοια με το γράμμα - r, n και h, αλλά γενικά μπορούσε εύκολα να αναγνωρίσει όλα τα γράμματα.
Ο αλγόριθμος αποκωδικοποίησης έδειξε ακρίβεια 95%, αλλά όταν χρησιμοποιήθηκε αυτόματη διόρθωση, παρόμοια με αυτή σε ένα κανονικό smartphone, η ακρίβεια αυξήθηκε στο 99%.
Αλλά υπάρχει ένας άλλος τρόπος για να μεταφέρουμε πληροφορίες.Ο Έντουαρντ Τσανγκ, νευροχειρουργός και νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Φρανσίσκο, κατέληξε σε μια προσέγγιση που εστιάζει στην ομιλία και όχι στη γραφή. Όπως το κείμενο αποτελείται από μεμονωμένα γράμματα, η ομιλία αποτελείται από μεμονωμένες μονάδες που ονομάζονται φωνήματα. Στα αγγλικά, υπάρχουν περίπου 50 φωνήματα: το καθένα μπορεί να ληφθεί με μια συγκεκριμένη κίνηση της φωνητικής οδού, της γλώσσας και των χειλιών.
Η ομάδα του Τσανγκ εργάστηκε αρχικά για να μελετήσει μέροςΟ εγκέφαλος που παράγει φωνήματα και επομένως ομιλία είναι μια ελάχιστα κατανοητή περιοχή που ονομάζεται ραχιαίος λαρυγγικός φλοιός. Οι ερευνητές δημιούργησαν ένα σύστημα αποκωδικοποίησης ομιλίας που εμφανίζει τα αποκωδικοποιημένα σήματα του χρήστη ως κείμενο στην οθόνη. Το 2021, η ομάδα ανέφερε ότι η συσκευή επέτρεπε σε ένα άτομο να επικοινωνεί χρησιμοποιώντας ένα προκαθορισμένο σύνολο 50 λέξεων. Η ταχύτητα ήταν 15 λέξεις το λεπτό.
Σε αυτή την περίπτωση, οι επιστήμονες δεν κατέγραψαν δεδομένα απόμεμονωμένους νευρώνες. Αντίθετα, χρησιμοποίησαν ηλεκτρόδια τοποθετημένα στην επιφάνεια του εγκεφαλικού φλοιού, τα οποία ανιχνεύουν τη μέση δραστηριότητα όλων των νευρώνων. Τα σήματα δεν είναι τόσο ακριβή όσο αυτά από ηλεκτρόδια που εμφυτεύονται στον εγκεφαλικό φλοιό, αλλά η προσέγγιση είναι λιγότερο επεμβατική.
Υπάρχουν τέτοιες συσκευές στο δημόσιο τομέα;
Σήμερα, τα περισσότερα εμφυτεύματαπου καταγράφουν τη δραστηριότητα μεμονωμένων νευρώνων, δημιουργήθηκε από την Blackrock Neurotech. Είναι προγραμματιστές ιατρικών συσκευών με έδρα το Salt Lake City. Όμως τα τελευταία επτά χρόνια, το εμπορικό ενδιαφέρον για τα BCI έχει αυξηθεί δραματικά. Για παράδειγμα, το 2016, ο επιχειρηματίας Elon Musk κυκλοφόρησε το NeuraLynx στο Σαν Φρανσίσκο για να αναπτύξει μια παρόμοια συσκευή. Η εταιρεία συγκέντρωσε 363 εκατομμύρια δολάρια.
Πρόεδρος του Διοικητικού Συμβουλίου της Blackrock NeurotechΟ Florian Solzbacher είπε ότι θέλει να φέρει το σύστημα BCI στην αγορά εντός ενός έτους. Τον Νοέμβριο του 2021, ο Οργανισμός Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ (FDA), ο οποίος ρυθμίζει τα ιατροτεχνολογικά προϊόντα, ξεκίνησε μια διαδικασία ταχείας αναθεώρησης για τα προϊόντα της εταιρείας, προκειμένου να διευκολυνθεί η κυκλοφορία τους στην αγορά. Ίσως η διεπαφή τους να γίνει το πρώτο μαζικό προϊόν σε αυτόν τον τομέα.
Τι άλλο;
Οι ειδικοί τονίζουν ότι οι προγραμματιστέςΟι εμπορικές συσκευές BCI θα πρέπει να λειτουργούν χωρίς καμία επίβλεψη ειδικού για μήνες ή και χρόνια. Είναι επίσης σημαντικό να βεβαιωθείτε ότι η διεπαφή λειτουργεί εξίσου καλά για κάθε χρήστη.
Σημείωσαν επίσης ότι η πρόοδος στη μηχανική μάθηση θα βοηθήσει στην επίλυση του πρώτου προβλήματος. Αλλά η επίτευξη καθολικής αποτελεσματικότητας ανεξάρτητα από τον χρήστη είναι πιο δύσκολη υπόθεση.
Επιπλέον, οι ηθικολόγοι τονίζουν ότιότι οι χρήστες θα πρέπει να διατηρούν τον πλήρη έλεγχο των δεδομένων της συσκευής. Οι σύγχρονες τεχνολογίες δεν μπορούν να αποκρυπτογραφήσουν τις ιδιωτικές σκέψεις των ανθρώπων, ωστόσο, οι προγραμματιστές θα έχουν δεδομένα για όλους τους διαλόγους των χρηστών, καθώς και σημαντικά δεδομένα για την υγεία του εγκεφάλου τους. Σημειώνεται ότι το IMC είναι ένας νέος τύπος κινδύνου κυβερνοασφάλειας.
Διαβάστε περισσότερα:
Το κυνηγούν εδώ και αιώνες: τι γνωρίζουμε για τον πλανήτη Vulcan δίπλα στον Ήλιο
Οι φυσικοί επιβεβαίωσαν πειραματικά έναν νέο θεμελιώδη νόμο για τα υγρά
Οι αστρονόμοι βρήκαν την πηγή των μυστηριωδών ραδιοφωνικών εκρήξεων που προέρχονται από το διάστημα