Pirmoji dalis: Žmogaus kolosas
Antra dalis: smegenys
Trečia dalis: Skrydis per Neuronų lizdą
Ketvirtoji dalis: neurokompiuterių sąsajos
Penkta dalis: Neuaralink problema
Šeštoji dalis: burtininkų amžius 1
Šeštoji dalis: burtininkų amžius 2
Septintoji dalis: Didžioji sintezė
Reklaminis vaizdo įrašas:
1969 m. Mokslininkas, vardu Eberhardas Fetzas, vieną beždžionės smegenų neuroną sujungė su ciferblatu priešais veidą. Strėlės turėjo judėti, kai iššovė neuronas. Kai beždžionė pagalvojo, kad neuronas suaktyvėjo ir strėlės pasislinko, ji gavo bananų skonio saldainius. Laikui bėgant, beždžionė pradėjo tobulėti šiame žaidime, nes jis norėjo daugiau skanių saldumynų. Beždžionė išmoko suaktyvinti atskirą neuroną ir tapo pirmuoju personažu, gavusiu neurokompiuterio sąsają.
Per ateinančius kelis dešimtmečius pažanga buvo gana lėta, tačiau 90-ųjų viduryje padėtis ėmė keistis ir nuo to laiko viskas paspartėjo.
Kadangi mūsų supratimas apie smegenis ir elektrodų įrangą yra gana primityvus, mūsų pastangos dažniausiai yra nukreiptos į paprastų sąsajų, kurios bus naudojamos smegenų srityse, kurias mes geriausiai suprantame, pvz., Motorinę ir regimąją žievę, sukūrimą.
Kadangi eksperimentuoti su žmonėmis įmanoma tik tiems žmonėms, kurie bando naudoti NCI savo kančioms palengvinti - ir todėl, kad rinkos paklausa yra sutelkta į tai - mūsų pastangos beveik visos buvo skirtos atstatyti prarastas žmonių su negalia funkcijas.
Didžiausios ateities NCI pramonės šakos, kurios žmonėms suteiks stebuklingų supervalstybių ir transformuos pasaulį, dabar yra embriono būsenoje - ir mes turime jomis vadovautis, taip pat savo spėjimais, galvodami apie tai, koks gali būti pasaulis 2040, 2060 ar 2100 metais.
Eime per juos.
Tai Alano Turingo sukurtas kompiuteris 1950 m. Tai vadinama „Pilot ACE“. Savo laiko šedevras.
Dabar pažvelk į tai:
Skaitydamas toliau pateiktus pavyzdžius, noriu, kad šią analogiją išlaikytumėte prieš akis -
„IPhone 7“bandomasis ACE yra tas pats
nei
kiekvienas žemiau pateiktas pavyzdys skirtas _
- ir pabandykite įsivaizduoti, koks turėtų būti brūkšnys. Grįšime prie jo vėliau.
Bet kokiu atveju, viskas, ką perskaičiau ir aptariau su šios srities žmonėmis, šiuo metu yra trys pagrindinės neuroninių kompiuterių sąsajų kategorijos:
Pirmasis NCI tipas Nr. 1: variklio žievės naudojimas kaip nuotolinio valdymo pultas
Jei pamiršote, variklio žievė yra šis vaikinas:
Daugelis smegenų sričių mums yra nesuprantamos, tačiau motorinė žievė mums yra mažiau suprantama nei kitos. Ir dar svarbiau, kad jis yra gerai atvaizduotas, jo atskiros dalys valdo atskiras kūno dalis.
Svarbu tai, kad tai yra vienas iš didelių smegenų regionų, atsakingas už mūsų darbą. Kai žmogus kažką daro, variklio žievė beveik neabejotinai traukia stygas (bent jau fizinę veiksmo pusę). Todėl žmogaus smegenims nereikia mokytis naudoti motorinės žievės kaip nuotolinio valdymo pulto, nes smegenys jau naudoja ją kaip tokią.
Pakelk savo ranką. Dabar padėk. Pamatyti? Jūsų ranka yra tarsi mažas žaislinis dronas, o jūsų smegenys tiesiog naudoja variklio žievę kaip nuotolinio valdymo pultą, kad droną nuimtų ir sugrąžintų.
Variklio žievės pagrindu sukurto NCI paskirtis yra prisijungti prie jo, o tada, kai nuotolinio valdymo pultas suveikia komandą, išgirskite tą komandą ir išsiųskite ją į kokį nors į ją galintį reaguoti įrenginį. Pavyzdžiui, po ranka. Nervų pluoštas yra tarpininkas tarp jūsų žievės ir rankos. NCI yra tarpininkas tarp jūsų variklio žievės ir kompiuterio. Tai paprasta.
Vienas iš šių tipų sąsajų leidžia asmeniui - paprastai paralyžiuotam nuo kaklo ar su amputuota galūne - protu judinti žymeklį ekrane.
Viskas prasideda nuo 100 kontaktų kelių elektrodų matricos, kuri implantuojama į žmogaus motorinę žievę. Paralyžiuoto žmogaus motorinė žievė veikia gerai - tiesiog nustojo veikti nugaros smegenys, kurios tarnavo kaip tarpininkas tarp žievės ir kūno. Taigi, implantavus elektrodų matricą, mokslininkai leido asmeniui judinti ranką įvairiomis kryptimis. Net jei jis to padaryti negali, variklio žievė veikia normaliai, tarsi galėtų.
Kai kas nors pajudina ranką, jų motorinė žievė sprogsta aktyvumu - tačiau kiekvieną neuroną paprastai domina tik vieno tipo judesiai. Todėl vienas neuronas gali iššauti, kai tik žmogus pajudina ranką į dešinę, tačiau judėdamas kitomis kryptimis nusibos. Tada tik vienas iš šio neurono galėjo nustatyti, kada žmogus nori perkelti ranką į dešinę, o kada ne. Bet turėdami 100 elektrodų elektrodų matricą, kiekvienas klausys atskiro neurono. Todėl atliekant tyrimus, kai žmogaus paprašoma judinti ranką į dešinę, pavyzdžiui, 38 iš 100 neuronų fiksuoja neuronų veiklą. Kai žmogus nori pajudinti ranką į kairę, suaktyvinamas 41 kitas. Praktikuojant judesius skirtingomis kryptimis ir skirtingu greičiu,kompiuteris gauna duomenis iš elektrodų ir sintetina juos į bendrą neuronų aktyvacijos modelio supratimą, atitinkantį ketinimus judėti XY ašimis.
Tada, rodydamas šiuos duomenis kompiuterio ekrane, žmogus minties jėgomis gali „bandyti“pajudinti žymeklį, iš tikrųjų valdyti žymeklį. Ir tai veikia. „BrainGate“leido berniukui žaisti vaizdo žaidimą, turėdamas tik minties jėgą, naudodamas NCI, sujungtus su motorine žieve.
Ir jei 100 neuronų gali pasakyti, kur jie nori perkelti žymeklį, kodėl jie negali pasakyti, kai nori pasiimti kavos ir išgerti? Tai padarė ši paralyžiuota moteris:
Kita paralyžiuota moteris sugebėjo nuskristi naikintuvu F-35, o beždžionė neseniai jo smegenų pagalba važiavo neįgaliojo vežimėliu.
Kodėl verta apsiriboti tik rankomis? NKI brazilų pradininkas Migelis Nicolelis ir jo komanda pastatė visą egzoskeletą, kuris leido paralyžiuotam asmeniui atlikti atidarymo smūgį pasaulio taurės varžybose.
Šiuose pokyčiuose yra kitų būsimų revoliucinių technologijų, tokių kaip smegenų ir smegenų sąsajos, sėklos.
Nicolelis atliko eksperimentą, kurio metu vienos žiurkės variklio žievė Brazilijoje, kuri narve paspaudė vieną iš dviejų svirtelių, - viena, kurią žiurkė žinojo, kad jai patiks, buvo sujungta internetu su kitos žiurkės motorine žieve JAV. Žiurkė JAV buvo panašiame narve, išskyrus tai, kad, skirtingai nei Brazilijos žiurkė, ji neturėjo jokios informacijos apie tai, kuris iš dviejų jos svertų jai patiks, išskyrus signalus, kuriuos ji gavo iš Brazilijos žiurkės. Eksperimento metu, jei Amerikos žiurkė teisingai pasirinko svirtį, tą pačią, kurią žiurkė tempė Brazilijoje, abi žiurkės gavo atlygį. Jei jie ištraukė neteisingą, jie to negavo. Įdomu tai, kad laikui bėgant žiurkės tapo vis geresnės, dirbo kartu, kaip viena nervų sistema - nors nė nenutuokė apie viena kitos egzistavimą. Amerikos žiurkės sėkmė be informacijos buvo 50%. Kai signalai sklinda iš Brazilijos žiurkės smegenų, sėkmės procentas išaugo iki 64%. Štai vaizdo įrašas.
Iš dalies tai pasiteisino ir žmonėms. Du žmonės skirtinguose pastatuose dirbo kartu žaisdami vaizdo žaidimus. Vienas matė žaidimą, kitas laikė valdiklį. Naudodamas paprastas EEG ausines žaidėjas, pamatęs žaidimą, galėjo nejudindamas rankų sugalvoti pajudinti ranką, kad „šaudytų“į valdiklį - o kai jų smegenys bendravo tarpusavyje, žaidėjas su valdikliu pajuto piršto signalą ir paspaudė mygtuką.
Pirmasis NCI tipas Nr. 2: dirbtinės ausys ir akys
Yra keletas priežasčių, kodėl akliesiems ir akliesiems skirti akys yra viena iš labiausiai prieinamų neurokompiuterių sąsajų kategorijų.
Pirma, kaip ir motorinė žievė, jutiminė žievė yra smegenų dalys, kurias mes suprantame gana gerai, iš dalies todėl, kad jos linkusios gerai žemėlapiauti.
Antra, tarp daugelio pirmųjų požiūrių mums nereikėjo susidurti su smegenimis - galėjome bendrauti su ausimis ir akimis susijungiančiomis su smegenimis vietomis, nes būtent čia dažniausiai pasitaikydavo sutrikimų.
Ir nors smegenų motorinės žievės veikla daugiausia buvo susijusi su neuronų skaitymu, siekiant išgauti informaciją iš smegenų, dirbtiniai jutimai veikia kitaip - stimuliuodami neuronus siųsti informaciją į vidų.
Per pastaruosius dešimtmečius matėme neįtikėtiną kochlearinių implantų vystymąsi.
Kochlearinis implantas yra mažas kompiuteris, kurio viename gale yra mikrofonas (kuris sėdi ant ausies), o kitame - laidas, jungiantis prie sraigę išklojančių elektrodų masyvo.
Garsas patenka į mikrofoną (mažą kabliuką ausies viršuje) ir patenka į rudą daiktą, kuris apdoroja garsą, kad išfiltruotų mažiau naudingus dažnius. Tada rudas dalykas per odą per elektrinę indukciją perduoda informaciją į kitą kompiuterio komponentą, kuris informaciją paverčia elektriniais impulsais ir siunčia į sraigę. Elektrodai filtruoja impulsus dažniu kaip sraigė ir stimuliuoja klausos nervą kaip sraigės plaukai. Taip atrodo iš išorės:
Kitaip tariant, dirbtinė ausis atlieka tą pačią funkciją, kaip konvertuoti garsą į impulsus ir perduoti jį klausos nervui, kaip ir įprasta ausis.
Bet tai nėra idealu. Kodėl? Nes norint išsiųsti garsą į smegenis tokia pačia kokybe kaip ir įprasta ausis, jums reikia 3500 elektrodų. Daugumoje kochlearinių implantų yra tik 16. Grubus.
Bet mes bandomojo ACE epochoje - žinoma, nemandagu.
Nepaisant to, šiandieninis kochlearinis implantas leidžia žmonėms girdėti kalbą ir kalbą, o tai jau yra gerai.
Daugelis kurčiųjų vaikų tėvų kochlearinius implantus gauna sulaukę vienerių metų.
Aklumo pasaulyje panaši revoliucija vyksta tinklainės implanto pavidalu.
Aklumas dažnai būna tinklainės ligos rezultatas. Šiuo atveju implantas gali atlikti panašią regėjimo funkciją kaip ir kochlearinis implantas klausai (nors ir ne taip tiesiogiai). Tai daro tą patį, ką įprasta akis, perduodama informaciją į nervus elektrinių impulsų pavidalu, kaip ir akys.
Sudėtingesnė sąsaja nei kochlearinis implantas, pirmasis tinklainės implantas buvo patvirtintas 2011 m. FDA - „Second Sight“pagamintas „Argus II“implantas. Tinklainės implantas atrodo taip:
Ir tai veikia taip:
Tinklainės implantas turi 60 jutiklių. Tinklainėje yra apie milijonas neuronų. Grubus. Tačiau matyti neryškius kraštus, formas, šviesos ir tamsos žaidimą yra daug geriau nei nieko nematyti. Ypač įdomu tai, kad norint pasiekti gerą regėjimą, milijono jutiklių nereikia - modeliavimas parodė, kad veido atpažinimui ir skaitymui pakaks 600–1000 elektrodų.
Pirmasis NCI tipas Nr. 3: gilus smegenų stimuliavimas
Nuo devintojo dešimtmečio pabaigos gilus smegenų stimuliavimas tapo dar viena neapdorota priemone, kuri daugeliui žmonių vis dar keičiasi.
Tai taip pat yra NKI kategorija, nesusijusi su išoriniu pasauliu - tai yra neurokompiuterių sąsajų naudojimas norint išgydyti ar patobulinti save, kažką pakeičiant viduje.
Čia nutinka vienas ar du elektrodų laidai, paprastai su keturiomis atskiromis elektrodų vietomis, kurie patenka į smegenis ir dažnai patenka kažkur į limbinę sistemą. Tada į viršutinę krūtinės dalį implantuojamas nedidelis širdies stimuliatorius ir sujungiamas su elektrodais. Kaip šitas:
Tada elektrodai gali tiekti nedidelį krūvį, jei reikia, o tai naudinga daugeliui svarbių dalykų. Pavyzdžiui:
- drebulio sumažėjimas žmonėms, sergantiems Parkinsono liga
- sumažinti išpuolių sunkumą
- obsesinio-kompulsinio sutrikimo sumažėjimas
Atlikdami eksperimentus (ty iki šiol neturėdami FDA patvirtinimo) mokslininkai sugebėjo sušvelninti tam tikrus lėtinio skausmo tipus, tokius kaip migrena ar fantominis galūnių skausmas, išgydyti PTSS nerimą ar depresiją arba kartu su raumenų stimuliacija atkurti tam tikrus sutrikusius smegenų modelius, kurie sugedo po insultas ar neurologinė liga.
* * *
Tai vis dar neišsivysčiusio NCI ploto būklė. Ir šią akimirką į ją įeina Elonas Muskas. Jam ir „Neuralink“šiuolaikinė NCI pramonė yra taškas A. Nors mes šiuose straipsniuose tyrinėjome praeitį, kad pasiektume dabartį. Dabar atėjo laikas pažvelgti į ateitį - sužinoti, kas yra taškas B ir kaip mes galime jį pasiekti.
ILYA KHEL
Pirmoji dalis: Žmogaus kolosas
Antra dalis: smegenys
Trečia dalis: Skrydis per Neuronų lizdą
Ketvirtoji dalis: neurokompiuterių sąsajos
Penkta dalis: Neuaralink problema
Šeštoji dalis: burtininkų amžius 1
Šeštoji dalis: burtininkų amžius 2
Septintoji dalis: Didžioji sintezė