Γιατί είναι τόσο δύσκολη η δημιουργία διεπαφών εγκεφάλου-υπολογιστή
Βασικά Takeaways
- Μια νέα μελέτη δείχνει πολλά υποσχόμενη τη χρήση υπολογιστών για τη μετάφραση των σκέψεων ενός παράλυτου ασθενούς.
- Οι ειδικοί λένε ότι οι διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή είναι μια εξελισσόμενη περιοχή που αντιμετωπίζει πολλά εμπόδια.
- Η εταιρεία Neuralink του Έλον Μασκ έχει αναπτύξει χειρουργικά ρομπότ για την εμφύτευση BCI κάτω από τα κρανία των χοίρων και των πιθήκων.
Yuichiro Chino / Getty Images
Το μέλλον υποτίθεται ότι ήταν να συνδέσουμε τους υπολογιστές στον εγκέφαλό μας.
Μυθιστορήματα όπως "Νευρομάντης" έκανε να φαίνεται ότι βρισκόμαστε μόλις λίγα χρόνια μακριά από τη δημιουργία μιας λειτουργικής διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή (BCI) που θα μας επέτρεπε να εισέλθουμε σε μια κοινή εικονική πραγματικότητα. Αλλά η τελευταία φάση μιας μελέτης που μεταφράζει απόπειρες συνομιλίας από ένα άτομο με προβλήματα ομιλίας, παράλυση ο ασθενής με λέξεις σε μια οθόνη δείχνει πόσο μακριά πρέπει να πάμε πριν κάνουμε μια νευρική σύνδεση με Υπολογιστές.
"Το να προσπαθείς να πείσεις το πρόγραμμα υπολογιστή να αποκρυπτογραφήσει την προβλεπόμενη κίνηση με βάση μόνο σήματα που έχουν καταγραφεί από τον φλοιό είναι σαν να προσπαθούμε εσύ ή εγώ για να συνδυάσετε το νόημα μιας πρότασης από την οποία λείπουν πολλές σημαντικές λέξεις», η Edelle Field-Fote, διευθύντρια έρευνας για τραυματισμούς νωτιαίου μυελού στο
Διαβάζοντας Σκέψεις
Η τελευταία φάση της πολυετούς μελέτης που χρηματοδοτήθηκε από το Facebook από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια του Σαν Φρανσίσκο (UCSF), που ονομάζεται Chang Labs, ανακοίνωσε πρόσφατα πρόοδο στην προσπάθεια ανάγνωσης των σκέψεων ενός παράλυτου ασθενούς.
Η μελέτη, που διευθύνεται από νευροχειρουργός Dr. Edward Chang, αφορούσε την εμφύτευση ηλεκτροδίων σε έναν παράλυτο άνδρα που έπαθε εγκεφαλικό στέλεχος. Με ένα έμπλαστρο ηλεκτροδίου εμφυτευμένο στην περιοχή του εγκεφάλου που σχετίζεται με τον έλεγχο της φωνητικής οδού, ο άνδρας προσπάθησε να απαντήσει σε ερωτήσεις που εμφανίζονται σε μια οθόνη. Οι αλγόριθμοι μηχανικής μάθησης της μελέτης ήταν σε θέση να αναγνωρίσουν 50 λέξεις και να τις μετατρέψουν σε προτάσεις σε πραγματικό χρόνο.
«Από όσο γνωρίζουμε, αυτή είναι η πρώτη επιτυχημένη επίδειξη άμεσης αποκωδικοποίησης πλήρων λέξεων από την εγκεφαλική δραστηριότητα κάποιου που είναι παράλυτο και δεν μπορεί να μιλήσει», είπε ο Chang σε μια δελτίο ειδήσεων.
Οι ερευνητές έχουν μεγάλες ελπίδες ότι μια τέτοια έρευνα θα μπορούσε τελικά να μεταφραστεί σε πρακτικά οφέλη για τους ασθενείς.
«Η ικανότητα λήψης σημάτων από τον εγκέφαλο σημαίνει ότι οι πληροφορίες μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία από τον υπολογιστή και να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο συσκευών», δήλωσε ο Field-Fote. «Αυτές οι συσκευές μπορούν να χρησιμοποιηθούν από άτομα που, λόγω τραυματισμού ή διαταραχής υγείας, έχουν χάσει τη σύνδεση μεταξύ του εγκεφάλου και των μυών, είτε πρόκειται για μύες που ελέγχουν την ομιλία, τα χέρια ή τα πόδια».
Ένα Tesla για τον εγκέφαλό σας;
Η εταιρεία Neuralink του Έλον Μασκ σημειώνει προόδους σε BCI. Οι ερευνητές έχουν αναπτύξει εξελιγμένα αυτοματοποιημένα χειρουργικά ρομπότ για να εμφυτέψτε ένα ή περισσότερα BCI κάτω από το κρανίο, μέχρι σήμερα, χοίρων και πιθήκων, χωρίς εμφανή ανεπιθύμητη ιατρική επίπτωση.
Matt Lewis, διευθυντής ερευνών στο εταιρεία ασφαλείας NCC Group, είπε στο Lifewire σε μια συνέντευξη μέσω email ότι αυτό περιλαμβάνει την επιτυχή εξαγωγή BCI για να δείξει ότι η διαδικασία μπορεί να αντιστραφεί με ασφάλεια. Οι πίθηκοι του Neuralink έχουν μάθει επίσης να παίζουν το βιντεοπαιχνίδι Πονγκ απλά μέσα από τη σκέψη, με σημαντικό αποτέλεσμα και ακρίβεια.
«Η ικανότητα λήψης σημάτων από τον εγκέφαλο σημαίνει ότι οι πληροφορίες μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία από τον υπολογιστή και να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο συσκευών».
Πέρα από την υποστήριξη ατόμων με αναπηρία, υπάρχει αυξανόμενο ενδιαφέρον για τη χρήση BCI για την ενίσχυση δραστηριοτήτων όπως π.χ να σκεφτόμαστε κείμενο αντί να πληκτρολογούμε, το οποίο, υπό τις κατάλληλες συνθήκες, μπορεί να είναι πολύ πιο γρήγορο από την πληκτρολόγηση, είπε ο Lewis.
"Υπάρχουν επίσης πολλές άλλες ενδιαφέρουσες εφαρμογές, όπως η χρήση της σκέψης σε βιντεοπαιχνίδια (αντί να χρειάζεται να χρησιμοποιήσετε ένα χειριστήριο)", πρόσθεσε. «Και όταν δύο χρήστες έχουν BCI σε γειτνίαση, η δυνατότητα να μπορούν να προσομοιώνουν μια μορφή τηλεπάθειας, με την οποία Οι χρήστες επικοινωνούν μεταξύ τους απλά μέσω της σκέψης και της χρήσης της κωδικοποίησης και αποκωδικοποίησης BCI αυτών σκέψεις."
Ο Τσανγκ είπε ότι η δοκιμή θα επεκταθεί για να συμπεριλάβει περισσότερους συμμετέχοντες που επηρεάζονται από σοβαρή παράλυση και ελλείμματα επικοινωνίας. Η ομάδα αυτή τη στιγμή εργάζεται για να αυξήσει τον αριθμό των λέξεων στο διαθέσιμο λεξιλόγιο και να βελτιώσει τον ρυθμό ομιλίας.
Αλλά η επιτάχυνση του BCI συμβαδίζει με τη μηχανική μάθηση, είπε ο Lewis.
«Το BCI πρέπει να εκπαιδεύει και να μαθαίνει την εγκεφαλική δραστηριότητα, ανά χρήστη, για να καταλάβει ποια μέρη του εγκεφάλου και ποιοι τύποι δραστηριότητας σχετίζονται με συγκεκριμένες σκέψεις και ενέργειες», πρόσθεσε. "Οι χρήστες θα πρέπει να εκπαιδεύσουν μια εφαρμογή προτού να ταιριάξει με τις προσδοκίες τους."