Технологија интерфејса мозак-рачунар излази из лабораторије и улази у наше животе

Повезивање нашег мозга са компјутерима дочарава визије или укључивања у Матрикс, или трчања кроз шуме Пандоре у Аватару. О повезивању ума са машином се спекулише откако смо почели да разумемо замршеност нервног система - и како га можемо интегрисати са компјутерском технологијом. Ово можемо видети у раним научно-фантастичним тропима, док бестелесни мозгови контролишу бројне машине како би извршили злонамерне понуде неког ентитета.  

Интерфејси мозга и рачунара (БЦИ) постоје већ неко време. Јацкуес Видал, професор емеритус на УЦЛА, који је проучавао ове системе током 1970-их, сковао је термин БЦИ. Основна премиса је да је људски мозак ЦПУ који обрађује сензорне информације и шаље електричне сигнале као команде. Био је кратак корак логике да се претпостави да се компјутери могу програмирати да тумаче ове сигнале и шаљу сопствене сигнале на истом језику. Успостављањем овог заједничког језика, теоретски, мозак и машина могу да разговарају једни са другима. 

Померање… са осећањем 

Многе примене БЦИ су у области неуралне рехабилитације. Научници одавно знају да су специфичне функције локализоване у одређеним областима у мозгу, и са овим знањем о „мапи мозга“, можемо стимулисати ове области да обављају своје функције. Уградњом електрода у моторни кортекс, на пример, људи са недостајућим удовима могу се научити да померају или рукују протезама тако што ће „размишљати“ о померању руке. Исто тако, електроде се могу поставити дуж оштећене кичмене мождине како би се слали сигнали за померање парализованих удова. Ова технологија се такође користи за визуелне протезе, за замену или враћање вида код одређених особа. 

За неуропротезе, циљ није само опонашање изгубљене моторичке функције. На пример, када узмемо јаје, наш мозак нам говори колико чврсто треба да буде наш стисак, како га не бисмо згњечили. Шарлин Флешер је део тима са Универзитета у Питсбургу који интегрише ову функцију у своје дизајне протеза. Такође циљајући на подручје мозга које „осећа“ или осећа тактилну стимулацију (соматосензорни кортекс), Флешеров тим се нада да ће поново створити привид механизма повратне спреге који нам омогућава да модулирамо додир и притисак – што је од суштинског значаја за извођење финије моторичке покрете руке. 

Фишер каже, „да бисмо у потпуности обновили функцију горњег екстремитета значи да користимо руке за интеракцију са околином и да можемо да осетимо шта те руке додирују“, а да бисте „да бисте заиста манипулисали предметима, морате да знати који су прсти у контакту, колику силу сваки прст врши, а затим искористите ту информацију да направите следећи покрет." 

Стварни напони при којима мозак шаље и прима импулсе су веома ниски – око 100 миливолти (мВ). Добијање и појачавање ових сигнала је била огромна препрека у истраживању БЦИ. Традиционални пут директног имплантирања електрода у мозак или кичмену мождину носи неизбежне ризике хируршких захвата, попут крварења или инфекције. С друге стране, неинвазивне „неуралне корпе“ попут оних које се користе у електроенцефалограмима (ЕЕГ) отежавају пријем и пренос сигнала због „шума“. Коштана лобања може распршити сигнале, а спољашње окружење може ометати усвајање. Штавише, повезивање са рачунаром захтева сложено ожичење које ограничава мобилност, тако да је већина БЦИ подешавања тренутно унутар граница лабораторијског окружења. 

Флесхер признаје да су ова ограничења такође ограничила клиничке примене на дефинисану популацију са приступом овим развојима. Она верује да би укључивање већег броја истраживача из различитих области могло да подстакне развој и можда пружи иновативна решења за ове препреке. 

„Посао који радимо требало би да узбуђује друге да истражују ову технологију...стручњаци у различитим областима који раде на истом циљу је много бржи пут у доношењу најбољих решења пацијентима. 

У ствари, истраживачи и дизајнери дубље истражују БЦИ, не само да би превазишли ова ограничења, већ и да би развили нове апликације које су изазвале већи интерес јавности. 

Изађите из лабораторије и уђите у игру 

Од својих почетака као студентски стартуп на Универзитету у Мичигену, Неурабле са седиштем у Бостону је сада постао један од највидљивијих играча у растућем БЦИ пољу истражујући другачији приступ БЦИ технологији. Уместо да прави сопствени хардвер, Неурабле је развио власнички софтвер који користи алгоритме за анализу и обраду сигнала из мозга.  

„У Неурабле-у смо поново разумели како функционишу мождани таласи“, објашњава извршни директор и оснивач др Рамзес Алкаиде. „Сада можемо да добијемо те сигнале из стандардних ЕЕГ подешавања и да их комбинујемо са нашим алгоритмима учења како бисмо пресекли буку и пронашли праве сигнале, на високим нивоима брзине и тачности. 

Још једна инхерентна предност, према Алцаиде-у, је да је њихов комплет за развој софтвера (СДК) независан од платформе, што значи да се може применити на било који компатибилни софтвер или уређај. Ово одвајање од калупа 'истраживачке лабораторије' је свесна пословна одлука компаније да отвори могућности где и како се БЦИ технологија може применити. 

„Историјски су БЦИ били садржани у лабораторији, а оно што радимо је креирање производа од којег сви могу имати користи, јер се наши СДК-ови могу користити у било ком својству, медицински или не.“ 

Ово потенцијално ослобађање чини БЦИ технологију атрактивном у бројним применама. У опасним занимањима као што су спровођење закона или гашење пожара, симулирање сценарија из стварног живота без потребне опасности може се показати од непроцењиве вредности за процес обуке. 

Потенцијална комерцијална примена у области игара такође изазива велико узбуђење. Љубитељи игара већ сањају да буду потпуно уроњени у виртуелни свет где је сензорно окружење што је могуће ближе стварности. Без ручног контролера, играчи могу да „мисле“ о извођењу команди у виртуелном окружењу. Трка за стварањем што импресивнијег искуства играња подстакла је многе компаније да испитају комерцијалне могућности БЦИ-ја. Неурабле види будућност у комерцијалној БЦИ технологији и посвећује ресурсе овом путу развоја. 

„Желимо да видимо нашу технологију уграђену у што више софтверских и хардверских апликација“, каже Алцаиде. „Омогућавање људима да комуницирају са светом користећи само своју мождану активност, ово је право значење нашег мота: свет без ограничења.”