Aivoaaltosi hallitsevat pian ympärilläsi olevia koneita ja eläimiä

Kuvittele, että voisit korvata elämäsi jokaisen ohjaimen yhdellä yksinkertaisella laitteella. Ei enää käyttöohjeita eikä näppäimistöjä tai painikkeita. Emme kuitenkaan puhu hienosta uudesta kaukosäätimestä. Ei silloin, kun aivosi pystyvät jo vuorovaikuttamaan teknologian kanssa. 

MIT Media Labin Benesse-urakehityksen professorin Edward Boydenin mukaan "Aivot ovat sähkölaite. Sähkö on yleinen kieli. Tämän ansiosta voimme liittää aivot elektronisiin laitteisiin." Pohjimmiltaan aivot ovat monimutkainen, hyvin ohjelmoitu tietokone. Kaikkea ohjaavat sähköimpulssit, jotka lähetetään neuronista neuroniin.

Eräänä päivänä saatat pystyä häiritsemään tätä signaalia aivan kuten James Bond -elokuvassa, jossa voit häiritä tiettyä signaalia kellolla. Saatat jonain päivänä pystyä ohittamaan eläinten tai jopa muiden ihmisten ajatukset. Vaikka kyky hallita eläimiä ja esineitä mielelläsi tuntuu joltain scifi-elokuvalta, henkinen hallinta saattaa olla lähempänä toteutumista kuin miltä näyttää.

Tekniikka

Harvardin tutkijat ovat kehittäneet ei-invasiivisen teknologian nimeltä Brain Control Interface (BCI), jonka avulla ihmiset voivat hallita rotan hännän liikettä. Tämä ei tietenkään tarkoita, että tutkijoilla olisi täydellinen hallinta rotan aivoihin. Jotta voisimme todella manipuloida aivojen signaaleja, meidän on ymmärrettävä täysin signaalien koodaustapa. Tämä tarkoittaa, että meidän on ymmärrettävä aivojen kieli.

Toistaiseksi voimme vain manipuloida kieltä keskeyttämällä. Kuvittele, että kuuntelet jonkun puhuvan vierasta kieltä. Et voi kertoa heille, mitä heidän pitäisi sanoa tai miten sanoa, mutta voit manipuloida heidän puhettaan keskeyttämällä heidät tai osoittamalla, että et kuule heitä. Tässä mielessä voit antaa toiselle henkilölle signaaleja, jotta hän muuttaisi puhettaan.

Miksi en voi saada sitä nyt?

Aivojen manuaaliseen häiritsemiseen tutkijat käyttävät elektroenkefalogrammi-nimistä laitetta (EEG), joka voi havaita aivojen läpi kulkevat sähköiset signaalit. Ne havaitaan pienten, litteiden metallilevyjen kautta, jotka kiinnittyvät päähän ja toimivat elektrodeina.

Tällä hetkellä BCI-tekniikka on uskomattoman epätarkka, mikä johtuu pääasiassa aivojen monimutkaisuudesta. Ennen kuin tekniikka voi integroitua saumattomasti aivojen sähköisiin signaaleihin, hermosolulta hermosolulle lähetettävää dataa ei käsitellä oikein. Aivoissa lähellä toisiaan olevat neuronit tuottavat usein samanlaisia ​​signaaleja, joita tekniikka käsittelee, mutta kaikki poikkeamat luovat staattista sähköä, jota BCI-tekniikka ei pysty analysoimaan. Tämän monimutkaisuuden vuoksi meidän on vaikea yksinkertaisesti kehittää algoritmia kuvion kuvaamiseksi. Voimme kuitenkin pystyä simuloimaan monimutkaisempia aallonpituuksia tulevaisuudessa analysoimalla aivoaaltojen kuvioita,

Mahdollisuudet ovat rajattomat

Kuvittele puhelimesi tarvitsevan uutta koteloa, etkä halua pudottaa kolmekymmentä dollaria uuteen myymälässä. Jos voisit kuvitella tarvittavat mitat ja tulostaa tiedot a 3D-tulostin, saisit uuden kotelosi murto-osalla hinnasta ja tuskin vaivannäöstä. Tai yksinkertaisemmalla tasolla voit vaihtaa kanavaa tarvitsematta koskaan kurkottaa kaukosäädintä. Tässä mielessä BCI voitaisiin ohjelmoida liittämään koneita ja ohjaamaan niitä aivojen sijaan.

Anna minun yrittää

Lautapelit ja videopelit ovat alkaneet käyttää EEG-tekniikkaa, jonka avulla voit testata aivojasi. EEG-tekniikkaa käyttävät järjestelmät vaihtelevat yksinkertaisista järjestelmistä, kuten Star Wars Science Force -kouluttaja, kehittyneisiin järjestelmiin, kuten Tunnelmallinen EPOC. 

Star Wars Science Force Trainer -pelissä käyttäjä keskittyy henkisesti pallon levitointiin Yodan rohkaisun vauhdittamana. The Hermoimpulssin toimilaite, Windowsin markkinoima pelitarvike, joka voidaan ohjelmoida hiiren vasemmalla napsautuksella ja muuten ohjaamaan peliä pään jännityksen kautta, on hieman kehittyneempi.

Lääketieteen edistysaskeleita

Vaikka tämä tekniikka saattaa tuntua halvalta temppulta, mahdollisuudet ovat todella rajattomat. Esimerkiksi halvaushalvaus voi hallita proteettisia raajoja täysin ajatuksella. Käden tai jalan menettämisen ei tarvitse olla rajoitus tai haitta, koska lisäke voitaisiin korvata parannetulla järjestelmällä, jossa on samat toimintatavat.

Potilaat, jotka ovat menettäneet kehonsa hallinnan, ovat jo luoneet ja testannut tämäntyyppisiä vaikuttavia proteeseja laboratorioissa. Jan Scheuermann on yksi 20 ihmisestä, jotka osallistuivat tämän tekniikan testaukseen. Scheuermann on halvaantunut 14 vuoden ajan harvinaisen sairauden, jota kutsutaan spinocerebellaariseksi rappeumaksi, takia. Tämä sairaus olennaisesti lukitsee Janin hänen kehoonsa. Hänen aivonsa voivat lähettää komentoja raajoilleen, mutta viestintä on pysähtynyt kesken. Hän ei voi liikuttaa raajojaan tämän taudin vuoksi.

Kun Jan kuuli tutkimustutkimuksesta, jonka avulla hän voi saada takaisin lisäensä hallintaan, hän suostui välittömästi. Todettuaan, että hän pystyi liikuttamaan robottikättä mielessään, kun hän oli kytkettynä verkkovirtaan, hän sanoo: "Liikutin jotain ympäristössäni ensimmäistä kertaa vuosiin. Se oli henkeäsalpaava ja jännittävä. Tutkijat eivät myöskään pystyneet pyyhkiä hymyä kasvoiltaan viikkoihin.

Viimeisen kolmen vuoden aikana, kun Jan on harjoitellut robottikäsivarrella, jota hän kutsuu Hectoriksi, on alkanut ohjata kättä hienosäädetymmin. Hän on saavuttanut oman henkilökohtaisen tavoitteensa kyetä syömään itselleen suklaapatukkaa ja suorittanut monia muita Pittsburghin yliopiston tutkimusryhmän esittämiä tehtäviä.

Ajan myötä Jan alkoi menettää käsivarren hallinnan. Aivot ovat erittäin vihamielinen ympäristö elektronisille laitteille, jotka on istutettava kirurgisesti. Tämän seurauksena implantin ympärille voi muodostua arpikudosta, mikä estää hermosolujen lukemisen. Jan on pettynyt siihen, että hän ei koskaan voi tulla paremmaksi kuin oli, mutta "hyväksyi [tämän tosiasian] ilman vihaa tai katkeruutta". Tämä on osoitus siitä, että tekniikka ei ole valmis käytettäväksi kentällä pitkään aikaan.

takaiskuja

Jotta tekniikka olisi sen arvoista, hyödyn on oltava riskiä suurempi. Vaikka potilaat voisivatkin suorittaa proteettisia raajoja koskevia perustehtäviä, kuten hampaiden harjausta, käsi ei tarjoa tarpeeksi monipuolista liikettä, jotta se olisi aivoleikkauksen rahan ja fyysisen kivun arvoista.

Jos potilaan kyky liikuttaa raajaa heikkenee ajan myötä, proteesin hallintaan kuluva aika ei ehkä ole vaivan arvoista. Kun tätä tekniikkaa kehitetään edelleen, se voi olla erittäin hyödyllinen, mutta toistaiseksi se on epäkäytännöllistä todellisessa maailmassa.

Enemmän kuin tunne

Koska nämä proteesit toimivat vastaanottamalla aivoista lähetettyjä signaaleja, signaaliprosessi voidaan myös kääntää. Hermot lähettävät kosketuksen kehotuksesta sähköisiä impulsseja aivoihin ilmoittaakseen, että sinua kosketetaan. Voisi olla mahdollista, että hermojen sisällä olevat elektroniset impulssit lähettävät signaaleja vastakkaiseen suuntaan takaisin aivoihin. Kuvittele, että menetät jalkasi ja hankit uuden, jonka avulla voit silti tuntea kosketuksen.