Beyin-kompüter interfeysi texnologiyası laboratoriyadan çıxıb həyatımıza daxil olur

Beynimizi kompüterlərlə əlaqələndirmək, ya Matrisə qoşulmaq, ya da Avatardakı Pandora meşələrində qaçmaq kimi görüntülər yaradır. Sinir sisteminin incəliklərini və onu kompüter texnologiyası ilə necə birləşdirə biləcəyimizi anlamağa başlayandan bəri zehni maşınla əlaqələndirmək haqqında fərziyyələr irəli sürülür. Biz bunu ilkin elmi-fantastik tropiklərdə görə bilərik, çünki cisimsiz beyinlər bəzi varlığın pis niyyətlərini yerinə yetirmək üçün çoxsaylı maşınları idarə edir.  

Beyin-Kompüter İnterfeysləri (BCI) uzun müddətdir ki, mövcuddur. 1970-ci illərdə bu sistemləri tədqiq edən UCLA-nın fəxri professoru Jak Vidal BCI terminini işlətdi. Əsas müddəa ondan ibarətdir ki, insan beyni sensor məlumatı emal edən və elektrik siqnallarını əmrlər kimi göndərən CPUdur. Kompüterlərin daha sonra bu siqnalları şərh etmək və eyni dildə öz siqnallarını göndərmək üçün proqramlaşdırıla biləcəyini fərz etmək qısa bir məntiq sıçrayışı idi. Bu ortaq dili qurmaqla, nəzəri olaraq beyin və maşın bir-biri ilə danışa bilər. 

Onu hərəkət etdirmək... hisslə 

BCI-lərin bir çox tətbiqi sinir reabilitasiyası sahəsindədir. Elm adamları çoxdan bilirlər ki, spesifik funksiyalar beynin müəyyən bölgələrində lokallaşdırılır və "beyin xəritəsi" haqqında bu biliklə biz bu sahələri öz funksiyalarını yerinə yetirmək üçün stimullaşdıra bilərik. Məsələn, motor korteksinə elektrodlar yerləşdirməklə, əzaları çatışmayan insanlara qolunu hərəkət etdirməyi “düşünərək” protezləri hərəkət etdirməyi və ya manipulyasiya etməyi öyrətmək olar. Eyni şəkildə, iflic olmuş əzaları hərəkət etdirmək üçün siqnallar göndərmək üçün zədələnmiş onurğa beyni boyunca elektrodlar yerləşdirilə bilər. Bu texnologiya bəzi şəxslərdə görmə qabiliyyətini dəyişdirmək və ya bərpa etmək üçün vizual protezlər üçün də istifadə olunur. 

Neyroprotezlər üçün məqsəd sadəcə itirilmiş motor funksiyasını təqlid etmək deyil. Məsələn, bir yumurta götürəndə beynimiz bizə tutmağımızın nə qədər möhkəm olması lazım olduğunu söyləyir, ona görə də onu əzməyək. Sharlene Flesher, bu funksiyanı protez dizaynlarına inteqrasiya edən Pittsburq Universitetindən bir komandanın bir hissəsidir. Beynin toxunma stimullaşdırılmasını "hiss edən" və ya hiss edən bölgəsini (somatosensor korteks) hədəf alaraq, Flesher komandası bizə toxunma və təzyiqi modulyasiya etməyə imkan verən əks əlaqə mexanizminin bənzərini yenidən yaratmağa ümid edir. əlin incə motor hərəkətləri. 

Fiesher deyir ki, "yuxarı ətrafın funksiyasını tam bərpa etmək üçün ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqədə olmaq və bu əllərin toxunduqlarını hiss etmək üçün əllərimizdən istifadə etməkdir" və "obyektləri həqiqətən manipulyasiya etmək üçün siz lazımdır. hansı barmaqların təmasda olduğunu, hər bir barmağın nə qədər güc tətbiq etdiyini bilin və sonra növbəti hərəkəti etmək üçün bu məlumatdan istifadə edin”. 

Beynin impuls göndərdiyi və qəbul etdiyi faktiki gərginliklər çox aşağıdır - təxminən 100 millivolt (mV). Bu siqnalları əldə etmək və gücləndirmək BCI tədqiqatında böyük bir yapışma nöqtəsi olmuşdur. Elektrodların beyinə və ya onurğa beyninə birbaşa implantasiya edilməsinin ənənəvi yolu qanaxma və ya infeksiya kimi cərrahi əməliyyatların qaçılmaz risklərini daşıyır. Digər tərəfdən, elektroensefaloqrammalarda (EEQ) istifadə edilənlər kimi qeyri-invaziv “neyron səbətləri” “səs-küy” səbəbindən siqnal qəbulunu və ötürülməsini çətinləşdirir. Sümüklü kəllə siqnalları yaya bilər və xarici mühit onun qəbuluna mane ola bilər. Üstəlik, kompüterə qoşulmaq hərəkətliliyi məhdudlaşdıran mürəkkəb naqillər tələb edir, ona görə də hazırda BCI quraşdırmalarının əksəriyyəti laboratoriya parametrləri daxilindədir. 

Flesher etiraf edir ki, bu məhdudiyyətlər həm də bu inkişaflara çıxışı olan müəyyən bir əhali üçün klinik tətbiqləri məhdudlaşdırıb. O hesab edir ki, müxtəlif sahələrdən daha çox tədqiqatçının cəlb edilməsi inkişafa təkan verə bilər və bəlkə də bu maneələrə innovativ həllər təqdim edə bilər. 

"Gördüyümüz iş başqalarını bu texnologiyanı araşdırmaq üçün həyəcanlandırmalıdır...eyni məqsəd istiqamətində çalışan müxtəlif sahələrdə mütəxəssislər xəstələrə ən yaxşı həlləri gətirmək üçün daha sürətli bir yoldur." 

Əslində, tədqiqatçılar və dizaynerlər təkcə bu məhdudiyyətləri aradan qaldırmaq üçün deyil, həm də daha çox ictimai marağa səbəb olan yeni tətbiqlər hazırlamaq üçün BCI-ni daha dərindən araşdırırlar. 

Laboratoriyadan çıxıb oyuna 

Miçiqan Universitetində tələbə startapı kimi başladığı gündən Bostonda yerləşən Neurable indi BCI texnologiyasına fərqli yanaşmanı araşdıraraq, böyüyən BCI sahəsində ən görünən oyunçulardan birinə çevrildi. Öz avadanlıqlarını qurmaq əvəzinə, Neurable beyindən gələn siqnalları təhlil etmək və emal etmək üçün alqoritmlərdən istifadə edən xüsusi proqram təminatı hazırlayıb.  

"Neurable-da biz beyin dalğalarının necə işlədiyini yenidən başa düşdük" deyə baş direktor və təsisçi Dr. Ramses Alcaide izah edir. "Biz indi standart EEG qurğularından həmin siqnalları əldə edə və yüksək sürət və dəqiqliklə düzgün siqnalları tapmaq üçün səs-küyü kəsmək üçün bunu öyrənmə alqoritmlərimizlə birləşdirə bilərik." 

Alcaide-ə görə, digər bir xüsusiyyət, onların proqram inkişaf dəstinin (SDK) platformanın aqnostik olmasıdır, yəni hər hansı uyğun proqram və ya cihaza tətbiq oluna bilər. 'Tədqiqat laboratoriyası' qəlibindən bu ayrılma şirkətin BCI texnologiyasının harada və necə tətbiq oluna biləcəyi imkanlarını açmaq üçün şüurlu biznes qərarıdır. 

"Tarixən BCI-lər laboratoriya daxilində olub və etdiyimiz iş hər kəsin faydalana biləcəyi bir məhsul yaratmaqdır, çünki SDK-larımız tibbi və ya olmayan istənilən səviyyədə istifadə edilə bilər." 

Bu potensialın açılması BCI texnologiyasını çoxsaylı tətbiqlərdə cəlbedici edir. Hüquq-mühafizə və ya yanğınsöndürmə kimi təhlükəli peşələrdə, lazımi təhlükə olmadan real həyat ssenarilərini simulyasiya etmək təlim prosesi üçün əvəzolunmaz ola bilər. 

Oyun sahəsində potensial kommersiya tətbiqi də çox həyəcan yaradır. Oyun həvəskarları artıq sensor mühitin reallığa mümkün qədər yaxın olduğu virtual dünyaya tam qərq olmaq arzusundadırlar. Əl nəzarətçisi olmadan oyunçular virtual mühitdə əmrləri yerinə yetirməyi "düşünə" bilərlər. Ən immersiv oyun təcrübəsi yaratmaq yarışı bir çox şirkəti BCI-nin kommersiya imkanlarını araşdırmağa vadar etdi. Neurable gələcəyi kommersiya BCI texnologiyasında görür və bu inkişaf yoluna resurslar ayırır. 

Alcaide deyir: "Biz texnologiyamızın mümkün qədər çox proqram və aparat proqramlarına daxil olmasını görmək istəyirik". "İnsanların yalnız beyin fəaliyyətindən istifadə edərək dünya ilə qarşılıqlı əlaqədə olmasına icazə vermək bizim şüarımızın əsl mənasıdır: məhdudiyyətsiz dünya."