친척과 대화하고, 컴퓨터 게임을 하고, 보철물을 조종하는 등 이 모든 것이 심지어는 가능합니다.
마비된 사람들은 어떻게 정상적인 삶으로 돌아갈 수 있습니까?
제임스 존슨은 언젠가는 자리에 앉을 수 있기를 바란다다시 운전대를 잡습니다. 그가 이렇게 한다면 그의 생각의 힘만을 사용하는 것입니다. 2017년 3월, 존슨은 사고로 목이 부러지고 어깨 아래가 거의 완전히 마비되었습니다.
Johnson의 재활 전문가는 그를 다음과 같이 소개했습니다.패서디나에 있는 캘리포니아 공과대학(Caltech) 연구진이 발표한 내용입니다. 그는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI 또는 BCI)의 임상 시험에 참여하도록 초대되었습니다.
먼저 신경외과 수술을 받았고,두 개의 전극 그리드를 대뇌 피질에 이식했습니다. 이 전극은 뇌의 뉴런의 발화를 기록합니다. 다음으로, 연구자들은 알고리즘을 사용하여 그의 생각과 의도를 해독합니다. 그런 다음 시스템은 Johnson의 두뇌 활동을 사용하여 컴퓨터 응용 프로그램을 작동하거나 그가 특정 방향으로 움직일 수 있도록 돕습니다.
존슨은 2018년 11월에 이식된 뇌-컴퓨터 인터페이스를 처음 사용했을 때 화면 주위로 커서를 움직일 수 있었습니다. 이렇게하려면 그것에 대해 생각해야했습니다.
그 이후로 Johnson은 BCI를 사용하여 제어했습니다.가상 현실에서 비디오 게임을 하고 시뮬레이션된 자동차를 운전하는 로봇 팔. 존슨은 장기간 뇌에 BCI를 이식한 35명 중 한 명입니다. 이러한 연구를 수행하는 연구실은 약 12개에 불과하지만 그 수는 점점 늘어나고 있습니다.
장치가 생각을 얼마나 잘 읽고 원하는 것을 하는 데 도움이 됩니까?
지난 5년간, 다양한 기술을BCI를 사용하여 복원할 수 있는 기능이 크게 확장되었습니다. 2021년에 과학자들은 환자가 감각 피드백을 뇌에 직접 보내는 로봇 팔을 사용한 사례를 설명했습니다. 또한 뇌졸중으로 인해 말을 할 수 있는 능력을 상실한 사람들을 위한 인공 언어 장치입니다. 그리고 손으로 글을 쓴다고 상상하면서 기록적인 속도로 의사소통을 할 수 있는 남자.
말을 회복할 수 있습니까?
"뇌 손상의 가장 심각한 결과 중 하나는 의사소통 능력의 상실입니다."라고 캘리포니아 대학교 샌프란시스코 캠퍼스의 신경외과 의사이자 신경과학자인 에드워드 장(Edward Chang)은 말합니다.
BCI 작업을 시작할 때 참가자는 이동할 수 있습니다.컴퓨터 화면에 커서를 올려 놓고 손의 움직임과 키를 누르는 방식을 상상합니다. 이 커서 기반 통신은 분당 약 40자를 전송할 수 있었으며, 이는 캘리포니아 스탠포드 대학의 신경과학자 크리슈나 셰나가 이끄는 팀이 2017년에 세운 기록입니다.
그러다가 2021년에 같은 그룹에서 멤버인 Dennis Degrare가 두 배 더 많은 캐릭터를 전달할 수 있는 새로운 접근 방식을 보고했습니다.
Shenoy의 동료인 Frank Willett이 Degray에게 제안했습니다.연구자들이 그의 운동 피질에서 데이터를 연구하는 동안 그가 손으로 단어를 쓰는 것을 상상해보십시오. 시스템은 때때로 문자 - r, n 및 h와 시각적으로 유사한 문자와 관련된 신호를 구문 분석하는 데 어려움을 겪었지만 일반적으로 모든 문자를 쉽게 식별할 수 있었습니다.
디코딩 알고리즘은 95%의 정확도를 보여주었지만, 일반 스마트폰에서와 같이 자동 수정을 사용하면 정확도가 99%까지 높아졌다.
그러나 정보를 전달하는 또 다른 방법이 있습니다.샌프란시스코 캘리포니아 대학의 신경외과 의사이자 신경과학자인 에드워드 창은 쓰기보다 말하기에 초점을 맞춘 접근 방식을 고안했습니다. 텍스트가 개별 문자로 구성되는 것처럼 음성은 음소라는 개별 단위로 구성됩니다. 영어에는 약 50개의 음소가 있습니다. 각 음소는 성대, 혀 및 입술의 특정 움직임으로 얻을 수 있습니다.
Chang의 그룹은 먼저 공부 부분을 작업했습니다.음소를 생성하여 말을 하는 뇌는 등후두피질(dorsal laryngeal cortex)이라고 불리는 잘 알려지지 않은 영역입니다. 연구원들은 사용자의 디코딩된 신호를 화면에 텍스트로 표시하는 음성 디코딩 시스템을 만들었습니다. 2021년에 그룹은 이 장치를 통해 사람이 미리 정해진 50개의 단어 세트를 사용하여 의사소통할 수 있다고 보고했습니다. 속도는 분당 15단어였습니다.
이 경우 과학자들은 다음의 데이터를 기록하지 않았습니다.개별 뉴런. 대신 그들은 모든 뉴런의 평균 활동을 감지하는 대뇌 피질 표면에 전극을 배치했습니다. 신호는 대뇌 피질에 이식된 전극의 신호만큼 정확하지 않지만 접근 방식은 덜 침습적입니다.
공개 도메인에 그러한 장치가 있습니까?
오늘날 대부분의 임플란트는개별 뉴런의 활동을 기록하는 것은 Blackrock Neurotech에 의해 만들어졌습니다. 이들은 솔트레이크시티에 본사를 둔 의료기기 개발자입니다. 그러나 지난 7년 동안 BCI에 대한 상업적 관심이 극적으로 증가했습니다. 예를 들어, 2016년 기업가 Elon Musk는 유사한 장치를 개발하기 위해 샌프란시스코에서 NeuraLynx를 출시했습니다. 회사는 3억 6,300만 달러를 모금했습니다.
Blackrock Neurotech 이사회 의장Florian Solzbacher는 1년 이내에 BCI 시스템을 시장에 출시하고 싶다고 말했습니다. 2021년 11월, 의료 기기를 규제하는 미국 식품의약국(FDA)은 회사 제품의 시장 출시를 더 쉽게 하기 위해 신속 검토 프로세스를 시작했습니다. 아마도 그들의 인터페이스는 이 분야 최초의 대량 제품이 될 것입니다.
다음은 무엇입니까?
전문가들은 개발자들에게 강조한다.상업용 BCI 장치는 몇 달 또는 몇 년 동안 전문가의 감독 없이 작동해야 합니다. 인터페이스가 각 사용자에게 동일하게 잘 작동하는지 확인하는 것도 중요합니다.
그들은 또한 기계 학습의 발전이 첫 번째 문제를 해결하는 데 도움이 될 것이라고 언급했습니다. 그러나 사용자에 관계없이 보편적인 효율성을 달성하는 것은 더 어려운 작업입니다.
또한 윤리학자들은 다음과 같이 강조합니다.사용자가 기기 데이터에 대한 모든 권한을 보유해야 합니다. 현대 기술은 사람들의 사적인 생각을 해독할 수 없지만 개발자는 사용자의 모든 대화에 대한 데이터와 두뇌 건강에 대한 중요한 데이터를 갖게 됩니다. IMC는 새로운 유형의 사이버 보안 위험입니다.
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