Akrabalarla konuşmak, bilgisayar oyunu oynamak ve protezi kontrol etmek - bunların hepsi bile yapılabilir
Felçli insanlar normal hayata nasıl döner?
James Johnson bir gün oturabileceğini umuyoryine direksiyon başında. Bunu yaparsa, yalnızca düşüncelerinin gücünü kullanır. Mart 2017'de Johnson bir kazada boynunu kırdı ve omuzlarından aşağısı neredeyse tamamen felçli kaldı.
Johnson'ın rehabilitasyon uzmanları onu tanıştırdıPasadena'daki Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'ndeki (Caltech) araştırmacılar tarafından. Beyin-bilgisayar arayüzünün (BCI veya BCI) klinik deneyine katılmaya davet edildi.
İlk önce beyin cerrahisi ameliyatı geçirdi vebeyin korteksine iki elektrot ızgarası yerleştirdi. Bu elektrotlar beyindeki nöronların ateşlenmesini kaydediyor. Daha sonra araştırmacılar onun düşüncelerini ve niyetlerini çözmek için algoritmalar kullanıyor. Sistem daha sonra bilgisayar uygulamalarını çalıştırmak veya belirli bir yönde hareket etmesine yardımcı olmak için Johnson'ın beyin aktivitesini kullanıyor.
Johnson, Kasım 2018'de implante edilen beyin-bilgisayar arayüzünü ilk kez kullandığında, imleci ekranda hareket ettirebildi. Bunu yapmak için sadece düşünmeniz gerekiyordu.
O zamandan beri Johnson BCI'yı kontrol etmek için kullandıvideo oyunları oynamak ve sanal gerçeklikte simüle edilmiş bir arabayı sürmek için robotik bir kol. Johnson, beynine uzun vadede BCI implante edilen 35 kişiden biri. Sadece 12 kadar laboratuvar bu tür çalışmaları yürütüyor ancak bu sayı artıyor.
Cihazlar düşünceleri ne kadar iyi okuyor ve istediğinizi yapmanıza yardımcı oluyor?
Son beş yılda, becerilerin çeşitliliğiBCI kullanılarak geri yüklenebilmesi önemli ölçüde genişledi. Daha 2021'de bilim insanları, bir hastanın doğrudan beynine duyusal geri bildirim gönderen robotik kol kullandığı bir vakayı açıkladı. Ayrıca felç nedeniyle konuşma yeteneğini kaybedenler için de protez konuşma cihazı. Ve elle yazdığını hayal ederken rekor hızda iletişim kurabilen bir adam.
Konuşma geri yüklenebilir mi?
San Francisco'daki California Üniversitesi'nden beyin cerrahı ve sinir bilimci Edward Chang, "Beyin hasarının en ciddi sonuçlarından biri iletişim yeteneğinin kaybıdır" diyor.
BCI ile çalışmanın başlangıcında, katılımcılar hareket edebilirimleci bilgisayar ekranında, ellerinin hareketini ve tuşlara nasıl bastıklarını hayal ederek. Bu imleç tabanlı iletişim, dakikada yaklaşık 40 karakter iletebiliyordu; bu, 2017'de Kaliforniya'daki Stanford Üniversitesi'nden bir sinirbilimci olan Krishna Shena liderliğindeki bir ekip tarafından belirlenen bir rekordu.
Daha sonra 2021'de aynı grup, Dennis Degrare adlı üyenin iki kat daha fazla karakteri aktarabildiği yeni bir yaklaşımı bildirdi.
Shenoy'un meslektaşı - Frank Willett - Degray'e önerdiaraştırmacılar onun motor korteksinden gelen verileri incelerken kelimeleri elle yazdığını hayal edin. Sistem bazen görsel olarak - r, n ve h harfine benzeyen harflerle ilgili sinyalleri ayrıştırmakta güçlük çekiyordu, ancak genel olarak tüm harfleri kolayca tanımlayabiliyordu.
Kod çözme algoritması %95 doğruluk gösterdi, ancak normal bir akıllı telefondakine benzer şekilde otomatik düzeltme kullanıldığında doğruluk %99'a yükseldi.
Ancak bilgiyi aktarmanın başka bir yolu daha var.San Francisco'daki California Üniversitesi'nde bir beyin cerrahı ve sinirbilimci olan Edward Chang, yazmaktan çok konuşmaya odaklanan bir yaklaşım geliştirdi. Metin bireysel harflerden oluştuğu gibi, konuşma da fonem adı verilen bireysel birimlerden oluşur. İngilizce'de yaklaşık 50 ses birimi vardır: her biri ses yolu, dil ve dudakların belirli bir hareketiyle elde edilebilir.
Chang'ın grubu ilk olarak bölümü incelemek için çalıştıSes birimlerini ve dolayısıyla konuşmayı üreten beyin, dorsal laringeal korteks adı verilen, yeterince anlaşılmayan bir bölgedir. Araştırmacılar, kullanıcının kodu çözülmüş sinyallerini ekranda metin olarak görüntüleyen bir konuşma kod çözme sistemi oluşturdular. 2021 yılında grup, cihazın bir kişinin önceden belirlenmiş 50 kelimelik bir diziyi kullanarak iletişim kurmasına izin verdiğini bildirdi. Hız dakikada 15 kelimeydi.
Bu durumda, bilim adamları veri kaydetmedibireysel nöronlar. Bunun yerine, tüm nöronların ortalama aktivitesini tespit eden serebral korteksin yüzeyine yerleştirilmiş elektrotlar kullandılar. Sinyaller, serebral kortekse implante edilen elektrotlardan gelenler kadar doğru değil, ancak yaklaşım daha az invaziv.
Kamusal alanda bu tür cihazlar var mı?
Günümüzde çoğu implantBireysel nöronların aktivitesini kaydeden cihaz, Blackrock Neurotech tarafından yaratıldı. Salt Lake City merkezli tıbbi cihaz geliştiricileridirler. Ancak son yedi yılda BCI'lara olan ticari ilgi önemli ölçüde arttı. Örneğin 2016 yılında girişimci Elon Musk, benzer bir cihaz geliştirmek için San Francisco'da NeuraLynx'i piyasaya sürdü. Şirket 363 milyon dolar topladı.
Blackrock Neurotech Yönetim Kurulu BaşkanıFlorian Solzbacher, BCI sistemini bir yıl içinde pazara sunmak istediğini söyledi. Kasım 2021'de tıbbi cihazları düzenleyen ABD Gıda ve İlaç İdaresi (FDA), şirketin ürünlerinin pazara sunulmasını kolaylaştırmak için hızlandırılmış bir inceleme süreci başlattı. Belki de arayüzleri bu alandaki ilk seri ürün olacak.
Sırada ne var?
Uzmanlar, geliştiricilerinticari BCI cihazları aylarca, hatta yıllarca herhangi bir uzman denetimi olmadan çalışmak zorunda kalacak. Arayüzün her kullanıcı için eşit derecede iyi çalıştığından emin olmak da önemlidir.
Ayrıca, makine öğrenimindeki ilerlemelerin ilk sorunun çözülmesine yardımcı olacağını da kaydettiler. Ancak kullanıcıdan bağımsız olarak evrensel verimliliğe ulaşmak daha zor bir iştir.
Ayrıca, etikçiler şunu vurgulamaktadır:kullanıcıların cihaz verileri üzerinde tam kontrole sahip olmaları gerektiğini. Modern teknolojiler, insanların özel düşüncelerini deşifre edemez, ancak geliştiriciler, tüm kullanıcının diyalogları hakkında verilerin yanı sıra beyinlerinin sağlığı hakkında önemli verilere sahip olacaktır. IMC'nin yeni bir siber güvenlik riski türü olduğu belirtilmektedir.
Daha fazla oku:
Yüzyıllardır avlanıyor: Güneş'in yanındaki Vulcan gezegeni hakkında ne biliyoruz?
Fizikçiler, sıvılar için yeni bir temel yasayı deneysel olarak onayladılar
Gökbilimciler uzaydan gelen gizemli radyo patlamalarının kaynağını buldular