Steuere Gadgets mit der Kraft der Gedanken. Wie neuronale Schnittstellen entstanden sind und was sie heute können
Verschiedenes / / May 08, 2022
Legen Sie die Chips-Witze beiseite. Wir erzählen, wie die Gehirn-Computer-Verbindung sehr bald die Zukunft der Menschheit verändern kann.
Wenn es um Technologie geht, wird Elon Musk sicherlich auftauchen. Mit der einen Hand versucht er, den Mars zu kolonisieren, mit der anderen bringt er regelmäßig die globalen Aktien- und Kryptowährungsmärkte zum Beben. 2019 stellte der exzentrische Geschäftsmann der Welt seine nächste Idee vor – die Firma Neuralink, die Technologien für die Gehirn-Computer-Schnittstelle entwickelt. Startup-Spezialisten glauben, dass die Ergebnisse ihrer Forschung können gewinnen einige neurologische Erkrankungen. Und in Zukunft - nicht wenigerverbessernEin kurzer Leitfaden zu Elon Musks neuem Unternehmen für Gehirnimplantate, Neuralink / Los Angeles Times» Mensch.
Allerdings das Experimentelle Affen Die Maske in dieser Angelegenheit ist weit entfernt von Pionieren.
Wie alles begann
Technologien, die den Informationsaustausch zwischen dem Gehirn und einem externen Gerät ermöglichen - einem Computer, Prothesen, Smartphones, Rollstühle oder andere medizinische Geräte - begannen sich in der Vergangenheit zu entwickeln Jahrhundert. 1965 führte der Neurophysiologe José Delgado durch
ExperimentT. Marzullo. Das verschollene Manuskript von Dr. Radio Controlled Bulls von Jose Delgado / NCBI: Er entwarf einen Neurochip und implantierte ihn in das Gehirn eines Stiers, der an einem Stierkampf teilnahm. Der Tester wollte beweisen, dass verschiedene Reize durch direkte Einwirkung auf das Gehirn gesteuert werden können. Aggression Tier.Das Experiment verlief folgendermaßen: Delgado betrat die Arena, der Stier sah das Ziel, und als die Entfernung zwischen dem Stierkämpfer und dem Tier auf tödlich reduziert war, drückte der Wissenschaftler einen Knopf auf dem Bedienfeld. Der Bulle sprang zur Seite. Um das Ergebnis zu festigen, zog Delgado eine rote Fahne heraus. Es gab keine Rache: Das Gerät bewahrte den Forscher vor einem zweiten Hornissen. Die Ergebnisse des Experiments wurden in aufbewahrt Video.
Später setzte Professor Delgado seine fort erfolgreichT. Marzullo. Das verschollene Manuskript von Dr. Radio Controlled Bulls von Jose Delgado / NCBI Experimente an anderen Tieren und 1970 in einem Interview mit der New York Times genanntDer Hirnforscher José Delgado fragt: „Welche Art von Menschen würden wir gerne konstruieren?“ / NYT wirklich revolutionärer Satz:
Die Menschheit steht an einem Wendepunkt der Evolution. Wir sind nahe daran, mentale Funktionen selbst zu konstruieren. Die Frage ist, was für Menschen möchten wir idealerweise erschaffen?
Dann sorgten die Forschungsergebnisse des Wissenschaftlers für Aufregung ethisch Meinungsverschiedenheiten. Aber die potenziellen Vorteile der Technologie überwogen, und die wissenschaftliche Gemeinschaft begann, an Menschen zu experimentieren.
Der Ruhm des ersten Cyborgs der Welt ging an den gelähmten Künstler Johnny Ray. Aufgrund einer schweren Verletzung ist er gelittenT. Halan, J. Ortis, D. Reddi, A. Altamimi, A. Ajibowo, S. Fabara. Locked-In-Syndrom: Eine systematische Überprüfung des langfristigen Managements und der Prognose / NCBI Locked-in-Syndrom: Unfähig sich zu bewegen, zu sprechen oder gar zu blinzeln. 1998 Neurologe Philip Kennedy implantiertAus Gedanken Taten machen / The Washington Post in Johnnys Gehirnmikroelektrode. Rei musste an einfache Bewegungen wie das Heben seiner Hand denken. Nervenimpulse, die diesen Aktionen entsprachen, bewegten den Cursor auf dem Computerbildschirm. So hatte der gelähmte Künstler die Möglichkeit zu kommunizieren.
Stimmt, nicht mehr lange. Vier Jahre nach der Operation starb der erste menschliche Cyborg und Dr. Kennedy gingen die Forschungsstipendien aus. Dann beschloss der Arzt, sich der Wissenschaft zu opfern und 2014 implantiertDer Neurologe, der sein Gehirn hackte – und fast den Verstand verlor / Wired Elektroden im eigenen Kopf. Dazu ging er nach Belize, da die USA solche verboten Experimente. Aber schon im nächsten Jahr musste die Studie aufgrund des sich verschlechternden Gesundheitszustands von Dr. Kennedy verkürzt werden.
Was sind neuronale Schnittstellen
Sie können auf verschiedene Arten eine Verbindung mit dem Gerät herstellen, daher sind alle vorhandenen neuronalen Schnittstellen in Typen unterteilt:
- Angreifend - diejenigen, die direkt in das Gehirn implantiert werden. Die Experimente von Delgado und Kennedy sind solche.
- Minimal-invasive, bei dem sich die Elektroden auf der Gehirnoberfläche befinden. Beispielsweise bekannt und seit langem zur Behandlung von Taubheit eingesetzt Cochlea-ImplantateUnterstützung von Cochlea-Implantaten: Empfehlungen aus dem World Hearing Report 2021 / Cochlear Implant International Community of Action.
- nicht-invasiv - grundsätzlich nicht operiert werden müssen. So funktionieren viele Geräte - von Elektroenzephalogramme zu Neurofitnessgeräten.
Es gibt eine andere Klassifizierung. Nach dem Prinzip des Lesens und Sendens eines Signals können Gehirnschnittstellen sein unidirektional (Kommunikation funktioniert entweder von Mensch zu Gerät oder umgekehrt) bzw bidirektional (der Chip kann gleichzeitig Signale senden und empfangen). Letztere existieren bisher nur auf der Ebene von Konzepten und wissenschaftlichen Hypothesen.
Wo bereits neuronale Schnittstellen verwendet werden
Die Medizin
Seit der ersten Operation am Gehirn eines gelähmten Künstlers sind nur 25 Jahre vergangen, aber die Neurotechnologie hat einen rasanten Vormarsch erlebt. Beeindruckende Ergebnisse wurden im Bereich Prothetik und Rehabilitation erzielt. Zum Beispiel im Jahr 2016 Wissenschaftler der Johns Hopkins University erstelltEine gedankengesteuerte Armprothese kann auch sensorische Signale an Patienten senden / Johns Hopkins University ein Roboterarm, der von der Kraft der Gedanken gesteuert wird. Spezialisten der University of California nutzen die neuronale Schnittstelle, Muskelstimulation und Aufhängung gelehrtCH. König, P. Wang, C. McCrimmon, C. Chou. Die Machbarkeit eines funktionalen elektrischen Stimulationssystems mit Gehirn-Computer-Schnittstelle zur Wiederherstellung des oberirdischen Gehens nach Querschnittslähmung / Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation eine gelähmte Person von der Hüfte abwärts wieder gehen. Einer anderen Gruppe von Forschern gelang dies teilweise wiederherstellenA. Donati, S. Schokur, E. Morja, D. Kampos, R. Moli, C. Gitti, P. Augusto, S. Tripodi, C. Pires, G. Perira, F. Brasilien, S. Gallo, A. Lin, A. Takigami, M. Aratanha, S. Joshi, H. Bleiler, G. Chen, A. Rudolf, m. Nicolelis. Langzeittraining mit einem Brain-Machine-Interface-basierten Gangprotokoll induziert teilweise neurologische Erholung bei Querschnittsgelähmten / Natur Rückenmark bei Patienten mit Neurointerface, virtuelle Realität und Exoskelett.
Im August 2021 haben MIT-Forscher zusammen mit Kollegen der Shanghai Zhao Tong University eingereichtAufblasbare Roboterhand gibt Amputierten taktile Kontrolle in Echtzeit / MIT News Taktile prothetische Hand. Es ermöglicht Ihnen nicht nur, Ihre Finger zu kontrollieren, sondern gibt auch den Tastsinn zurück: Sie können eine Katze streicheln und fühlen die Textur ihres weichen Fells Stumpf.
Auch im Bereich der Augenbehandlung gibt es Fortschritte. 2017 erstmals in Russland gehaltenen Operation zur Installation bionischer Implantate bei Patienten mit beschädigte Netzhaut. Eine in die Brille eingebaute Kamera übermittelte ein Signal an das Cyberauge, das visuelle Bilder an das Gehirn schickte. Wissenschaftler sind jetzt Prüfungen Technologien kortikaler Implantate. Es unterscheidet sich dadurch, dass der Mikrochip es Blinden ermöglicht, ein Bild ohne ihre Augen zu empfangen. In der Tat, um mit dem Gehirn zu sehen.
Das Lesen von Gehirnsignalen hilft, den emotionalen Zustand einer Person besser zu verstehen und sogar mit einigen neurologischen Störungen fertig zu werden. Zum Beispiel das vom Startup NeuroAngel entwickelte neuronale Interface, definiert Burnout von der Arbeit. Ein PigPug-Headset hilft Kinder mit Autismus-Spektrum-Störung oder -Syndrom Aufmerksamkeits-Defizit-Hyperaktivitäts-Störung lernen, sich zu konzentrieren und zu entspannen.
Unterhaltung
Die Gaming-Industrie möchte die Verbindung zwischen Gehirn und Gerät nutzen, um das Gameplay zu verbessern. Bereits jetzt können Sie mit Hilfe von Headsets Charaktere steuern, indem Sie sich auf bestimmte Bereiche des Bildschirms konzentrieren. So funktioniert derselbe PigPug-Simulator. Höchstwahrscheinlich werden Gehirnschnittstellen in naher Zukunft dabei helfen, Avatare im Metaversum und individuelle VR-Spiele.
2021 wird das französische Unternehmen NextMind herausgebracht das erste Gerät auf dem Markt, mit dem Sie Befehle an einen Computer und ein Fernsehgerät erteilen können. Mit der Veröffentlichung einer ausreichenden Menge an kompatibler Software wird ein solches Headset viele inklusive Möglichkeiten für diejenigen eröffnen, die Geräte nicht auf die übliche Weise steuern können.
Wohin kann die Entwicklung von Neurotechnologien führen?
Seit der Wissenschaftler eins zu eins gegen einen gechipten Bullen antrat, ist die Debatte um die Symbiose von neuronalen Schnittstellen und Menschen nicht verstummt. Optimistische Tech-Befürworter sagen eine Ära voraus Cyborgs. Sie glauben, dass solche Menschen als Vertreter eines neuen Evolutionszweiges angesehen werden können. Die Natur konnte ihnen nicht helfen, aber Maschinen halfen. Britischer Wissenschaftler, unabhängiger Forscher, Ökologe und Futurist James Lovelock schreibtCyborgs werden Menschen ersetzen und die Welt neu gestalten, sagt James Lovelock / NBC News in seinem Buch:
Die Zukunft wird nicht von Menschen verstanden, sondern von denen, die ich Cyborgs nenne. Sie entwerfen und bauen selbst.
Die Verbindung zwischen natürlicher und künstlicher Intelligenz kann unser Verständnis vieler Dinge verändern: über die Verwaltung von Gadgets, über die Wahrnehmung von Informationen und Arbeitsprozessen. In den kühnsten Prognosen der Zukunftsforscher flackern sogar die Worte „Telepathie“, „Gedanken-Upload“ und „digitale Unsterblichkeit“.
Das Gehirn und sein Potenzial sind jedoch noch wenig verstanden. So dystopisch Es gibt auch Skripte. Jede Verbindung kann gehackt werden, und die Gehirn-Computer-Verbindung ist keine Ausnahme. Neurointerfaces können potenziell ein „Durchgang“ ins Bewusstsein sein, und davor sollte man sich laut Gegnern der Technologie fürchten.
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