Ваши мозговые волны скоро будут управлять машинами и животными вокруг вас

Представьте, что вы можете заменить каждый контроллер в своей жизни одним простым устройством. Больше никаких руководств по эксплуатации, клавиатур и кнопок. Однако мы не говорим о модном новом пульте дистанционного управления. Не тогда, когда ваш мозг уже способен взаимодействовать с технологиями. 

По словам Эдварда Бойдена, профессора Benesse Career Development в MIT Media Lab, «мозг — это электрическое устройство. Электричество — это общий язык. Именно это позволяет нам связывать мозг с электронными устройствами». По сути, мозг — это сложный, хорошо запрограммированный компьютер. Все управляется электрическими импульсами, посылаемыми от нейрона к нейрону.

Однажды вы сможете помешать этому сигналу, как в фильме о Джеймсе Бонде, где вы можете использовать часы, чтобы помешать определенному сигналу. Возможно, однажды вы сможете подавлять мысли животных или даже других людей. Хотя способность управлять животными и объектами с помощью разума кажется чем-то из научно-фантастического фильма, мысленный контроль может быть ближе к осуществлению, чем кажется.

Технология

Исследователи из Гарварда разработали неинвазивную технологию под названием Интерфейс управления мозгом (BCI), которая позволяет людям контролировать движение крысиного хвоста. Конечно, это не означает, что исследователи полностью контролируют мозг крысы. Чтобы действительно иметь возможность манипулировать сигналами мозга, нам нужно полностью понять, как эти сигналы кодируются. Это означает, что мы должны понимать язык мозга.

На данный момент все, что мы можем сделать, это манипулировать языком через прерывание. Представьте, что вы слушаете, как кто-то говорит на иностранном языке. Вы не можете указывать им, что и как говорить, но вы можете манипулировать их речью, перебивая их или показывая, что вы их не слышите. В этом смысле вы можете подавать сигналы другому человеку, чтобы заставить его изменить свою речь.

Почему я не могу получить это сейчас?

Чтобы вручную воздействовать на мозг, ученые используют устройство, называемое электроэнцефалограмма (ЭЭГ), которое может обнаруживать электрические сигналы, проходящие через ваш мозг. Они обнаруживаются с помощью маленьких плоских металлических дисков, которые прикрепляются к вашей голове и служат электродами.

В настоящее время технология BCI невероятно неточна, в первую очередь из-за сложности мозга. Пока технология не сможет плавно интегрироваться с электрическими сигналами мозга, данные, передаваемые от нейрона к нейрону, не будут обрабатываться правильно. Нейроны, расположенные близко друг к другу в мозгу, часто выдают одинаковые сигналы, что и обрабатывает технология, но любые выбросы создают тип статики, которую технология BCI не может анализировать. Эта сложность затрудняет простую разработку алгоритма для описания паттерна. Однако в будущем мы сможем моделировать более сложные длины волн, анализируя структуры мозговых волн.

Возможности безграничны

Представьте, что вашему телефону нужен новый чехол, и вам не хочется тратить еще тридцать долларов на новый в магазине. Если бы вы могли представить необходимые размеры и вывести данные в 3D принтер, вы бы получили свой новый корпус за небольшую часть цены и практически без усилий. Или, на более простом уровне, вы можете изменить канал, даже не прибегая к пульту. В этом смысле BCI можно запрограммировать для взаимодействия с машинами и управления ими, а не с мозгом.

Дай мне попробовать

Настольные игры и видеоигры начали включать технологию ЭЭГ, чтобы вы могли проверить свой мозг. Системы, использующие технологию ЭЭГ, варьируются от простых систем, таких как Тренер научных отрядов «Звездных войн»до сложных систем, таких как Эмоциональный EPOC. 

В Star Wars Science Force Trainer пользователь сосредотачивается на мысленной левитации мяча, вдохновленный поддержкой Йоды. Нейронный импульсный привод, игровой аксессуар, продаваемый Windows, который можно запрограммировать на щелчок левой кнопкой мыши и иное управление игровым процессом посредством напряжения в голове, немного сложнее.

Медицинские достижения

Хотя эта технология может показаться дешевой уловкой, возможности действительно безграничны. Например, человек, страдающий параличом нижних конечностей, может полностью управлять протезами с помощью мысли. Потеря руки или ноги не должна быть ограничением или неудобством, поскольку придаток может быть заменен улучшенной системой с идентичными процедурами работы.

Эти впечатляющие протезы уже созданы и испытаны в лабораториях пациентами, потерявшими контроль над своим телом. Ян Шойерманн — один из 20 человек, принимавших участие в испытании этой технологии. Шойерман парализован уже 14 лет из-за редкого заболевания, называемого спиноцеребеллярной дегенерацией. Эта болезнь, по сути, запирает Ян внутри ее тела. Ее мозг может посылать команды ее конечностям, но связь прерывается на полпути. Из-за этой болезни она не может двигать конечностями.

Когда Ян услышала об исследовании, которое могло бы позволить ей восстановить контроль над своими придатками, она сразу же согласилась. Обнаружив, что она может двигать роботизированную руку силой мысли, когда она была подключена к сети, она заявляет: «Впервые за много лет я двигала что-то в своем окружении. Это было захватывающе и захватывающе. Исследователи тоже неделями не могли стереть улыбку с их лиц».

За последние три года тренировок с роботом-манипулятором, который она называет Гектором, Ян начала лучше контролировать руку. Она достигла своей личной цели, накормив себя плиткой шоколада, и выполнила множество других задач, поставленных исследовательской группой Университета Питтсбурга.

Со временем Ян начал терять контроль над рукой. Мозг является чрезвычайно враждебной средой для электронных устройств, которые должны быть имплантированы хирургическим путем. В результате вокруг имплантата может образовываться рубцовая ткань, препятствующая считыванию нейронов. Яна разочарована тем, что она никогда не сможет стать лучше, чем была, но «приняла [этот факт] без гнева и горечи». Это свидетельствует о том, что технология еще долго не будет готова к использованию в полевых условиях.

Неудачи

Чтобы технология того стоила, польза должна перевешивать риск. Хотя пациенты могли выполнять основные задачи с протезами конечностей, такие как чистка зубов, рука не предлагает достаточно разнообразных движений, чтобы стоить денег и физической боли, связанных с операцией на головном мозге.

Если способность пациента двигать конечностью со временем ухудшается, время, необходимое для освоения протеза, может не стоить затраченных усилий. Когда эта технология получит дальнейшее развитие, она может быть чрезвычайно полезной, но пока она непрактична для реального мира.

Больше, чем чувство

Поскольку эти протезы работают, получая сигналы, посылаемые мозгом, сигнальный процесс также может быть обратным. Нервы, когда к вам прикасаются, посылают электронные импульсы в мозг, чтобы вы знали, что к вам прикасаются. Электронные импульсы внутри нервов могут посылать сигналы в противоположном направлении обратно к мозгу. Представьте, что вы потеряли ногу и получили новую, которая все еще позволяет вам чувствовать прикосновение.