Как опытный исследователь и энтузиаст технологий с многолетним опытом работы за плечами, я одновременно увлечен и насторожен в отношении растущей области интерфейсов «мозг-компьютер» (BCI). Будучи свидетелем взлета и падения многочисленных технологических тенденций, я не могу не быть заинтригован обещаниями BCI — технологии, которая потенциально может революционизировать нашу жизнь так, как мы едва можем себе представить.
Этот рассказ является частью «Технологии для перемен»: непрерывного сборника, в котором освещаются полезные применения технологий и демонстрируется, как они способствуют улучшению нашего мира.
Начиная с мечтаний о соединении нашего мозга с компьютерами в научно-фантастических фильмах, таких как «Матрица» и «Аватар», к моему удивлению, эта концепция теперь набирает обороты как реальная область исследований, известная как BCI (интерфейсы мозг-компьютер). . Эти технологии быстро переходят от исследовательских лабораторий к испытаниям на людях, и Neuralink, основанная Илоном Маском, является одним из наиболее известных примеров.
Эта технология предлагает людям с ограниченными возможностями повышенную автономность и универсальность, а также возможность ее использования в игровых секторах и здравоохранении. Однако это также создает технические, этические и нормативные препятствия, которые необходимо устранить. Углубляясь в эту тему, я заметил, что пионеры и эксперты выступили вперед, чтобы ответственно направить нас к будущему этой революционной технологии.
Рекомендуемые видео
Что такое интерфейс мозг-компьютер?
Начнем с того, что BCI (интерфейс мозг-компьютер) — это тип технологии, которая служит связью, по сути, интерпретацией, между аналоговыми электрическими импульсами, производимыми вашим мозгом, и внешними цифровыми устройствами.
В исследовании 2023 года, опубликованном в журнале Brain Inform, выяснилось, что BCI (интерфейс мозг-компьютер) создает нетрадиционную связь между электрической активностью мозга и внешним миром. Эта связь позволяет нам улучшить наши способности при взаимодействии с физической средой, минуя традиционные методы общения, такие как зрение, движение и речь. Проще говоря, BCI действует как немышечный канал связи, позволяя нам получать, манипулировать, анализировать и переводить сигналы мозга для управления внешними устройствами или приложениями.
Корни интерфейсов мозг-компьютер (BCI) можно проследить в 1920-х годах, после изобретения электроэнцефалограммы (ЭЭГ), инструмента, который записывает активность мозга с помощью электродов. Однако именно в 1970-х годах, благодаря исследованию, проведенному доктором Жаком Видалем в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе при поддержке Национального научного фонда и DARPA, мы увидели эволюцию современных BCI. Доктор Видаль не только был пионером в этой области, но и ввел термин «интерфейс мозг-компьютер».
В течение примерно пятидесяти лет интерфейсы «мозг-компьютер» (BCI) применялись клинически в различных областях, включая исследование сложных механизмов мозга, улучшение когнитивных и двигательных способностей и даже восстановление физических способностей у людей, пострадавших от травм, таких заболеваний, как БАС или инсульт ствола мозга, или те, кто «заперт», обладающие неповрежденными когнитивными способностями, но лишенные функциональных мышц.
Как технический энтузиаст, я не могу сдержать волнения по поводу потенциала, который таит в себе эта технология. Однако крайне важно признать, что предстоящий путь не лишен препятствий. Блестящие умы, стоящие за этой технологией, сталкиваются с огромными проблемами, которые порой кажутся почти непреодолимыми.
Неинвазивные ИМК
Принято думать, что все современные интерфейсы «мозг-компьютер» требуют хирургического вмешательства на головном мозге, но на самом деле они могут принимать различные формы в зависимости от их близости к тканям мозга пользователя. Некоторые устройства, такие как ЭЭГ и МРТ, неинвазивны, то есть не проникают в кожу или ткани мозга; вместо этого они контролируют и записывают активность мозга извне. С другой стороны, эндоваскулярная ЭЭГ, при которой электроды доставляются в мозг с помощью катетера без необходимости открытой операции на головном мозге, считается частично инвазивной.
Вместо того, чтобы проникать внутрь мозга для считывания сигналов, неинвазивные интерфейсы «мозг-компьютер» (BCI) обнаруживают электрические импульсы, генерируемые мозгом, через череп и скальп пациента, отправляя их прямо на внешнее устройство. Хотя это звучит выгодно, поскольку позволяет избежать хирургического вмешательства на головном мозге, эта технология сталкивается с многочисленными трудностями.
Одна из проблем, которая возникает при использовании внешних интерфейсов «мозг-компьютер» (BCI), заключается в их склонности к низкому соотношению сигнал/шум, что означает, что электрические сигналы, которые они улавливают, часто смешиваются с помехами, исходящими от черепа и скальпа. Это затрудняет точную интерпретацию сигналов мозга из-за помех. Сложные нейронные структуры мозга также затрудняют декодирование этих сигналов, поскольку для их точной интерпретации требуются продвинутые алгоритмы и значительные вычислительные мощности.
Как технический энтузиаст, я недавно имел познавательную беседу с доктором Джейн Хаггинс, главой лаборатории прямого взаимодействия с мозгом Мичиганского университета. Обсуждение помогло мне глубже изучить препятствия, с которыми сталкиваются нынешние интерфейсы «мозг-компьютер» (BCI).
Хаггинс в шутку предложил составить список факторов, не влияющих на мозговую деятельность, поскольку это был бы более лаконичный вариант. Такие факторы, как то, что человек наблюдает в данный момент, интенсивность света в комнате, недавний прием пищи и эмоциональное состояние, могут влиять на силу и сложность нервных сигналов, что затрудняет выделение соответствующих компонентов.
Для тех, кто предпочитает более комфортный и удобный для пользователя опыт, неинвазивные интерфейсы «мозг-компьютер» (BCI) могут стать громоздкими после длительного использования из-за большого количества электродов и головного убора.
Концепция интрузивных мозговых имплантатов, похоже, определяет направление развития этой технологии, и в 2024 году это будущее вошло в современную эпоху с большей силой, чем когда-либо.
Прямой доступ к мозгу
Имплантируемый интерфейс мозг-компьютер (BCI) улавливает электрические сигналы мозга в месте размещения устройства и преобразует их в инструкции. Эти команды передаются по беспроводной сети на внешний гаджет, который соответствующим образом их выполняет.
Доктор Хаггинс утверждает, что, несмотря на первоначальные сомнения, которые могут возникнуть у некоторых относительно концепции внедрения устройства в мозг, в конечном итоге этот метод предлагает наибольшее удобство.
Она объяснила мне, что люди часто называют имплантированные BCI «инвазивными», но важно отметить, что, хотя для имплантации BCI действительно требуется хирургическое вмешательство, и эта процедура может быть весьма значительной, в некотором смысле она похожа на искусственное бедро Хаггинса. операцию, которую она перенесла несколько лет назад. Хотя обе операции являются инвазивными, в нашей повседневной жизни имплантированные ИМК могут стать невидимыми или полностью забыться.
Одним из преимуществ имплантируемых интерфейсов мозг-компьютер (BCI) является то, что для их ежедневной работы не требуется 10-20-минутная процедура настройки, в отличие от внешних интерфейсов. Кроме того, эти имплантированные устройства не требуют обслуживания, что избавляет пользователей от необходимости заряжать и очищать их, как того требуют внешние BCI. Хаггинс предполагает, что будущая технология BCI может сочетать в себе преимущества обоих типов BCI, подобно современным кохлеарным имплантатам, которые эффективно функционируют независимо от того, носят ли они снаружи или имплантируют внутрь тела.
Если вместо этого эти электроды ЭЭГ будут помещены под кожу головы, вам не придется прикладывать и снимать их ежедневно. Более того, они будут скрыты от глаз.
На самом деле фундаментальная технология старше, чем вы думаете. Мы уже несколько десятилетий снабжаем пациентов-людей нейропротезами, и область исследований продолжает быстро расширяться.
Благодаря этому процессу мы достигли нынешнего состояния: первые пациенты получили имплантированные чипы Neuralink. После шестилетнего периода исследований и получения одобрения FDA в 2023 году Neuralink начала клинические испытания своего первого чипа в 2024 году, проведя операцию на своем первом пациенте в январе того же года.
Через несколько месяцев Neuralink поделилась отчетом о ходе работы, демонстрируя, как пациент успешно управляет компьютером и играет в онлайн-игры, используя исключительно свой разум. Это напомнило ему «владение Силой над курсором».
К настоящему времени исследование Neuralink BCI выявило второго пациента, а первый перешел от игры в шахматы к игре в Civilization VI.
Neuralink привлекает всеобщее внимание благодаря своему высокопоставленному основателю, но она далеко не единственная. Компания Synchron из Бруклина, Нью-Йорк, которая разрабатывает устройство, которое можно безопасно имплантировать в кровеносные сосуды головного мозга, в прошлом году начала клинические испытания на шести пациентах. BrainGate, исследовательский коллектив, объединивший университеты США, в 2021 году внедрил первый в мире беспроводной широкополосный BCI. С другой стороны, компания Blackrock Neurotech со штаб-квартирой в Солт-Лейк-Сити, штат Юта, проводит испытания своей технологии на людях. Юта использует BCI уже более двух десятилетий, и за это время FDA не сообщило ни одного «серьезного неблагоприятного события».
В этих различных приложениях устройства позволяют пользователям обходить неисправные или не реагирующие конечности, позволяя им напрямую управлять внешними устройствами, используя только свои мысли. Это позволяет им выполнять задачи самостоятельно, не требуя помощи других, что значительно повышает качество их жизни. Эта технология уже привела к инновациям во многих областях исследований, таких как развлечения и игры, промышленная автоматизация, образование и нейромаркетинг, что ознаменовало значительный сдвиг в этих областях.
Постоянные проблемы
Хотя передовые BCI (интерфейсы «мозг-компьютер») кажутся следующим шагом в этой области, у них есть свои трудности. Например, несмотря на превосходное качество сигналов, обеспечиваемых имплантированными ИМК, поддержание долгосрочной стабильности по-прежнему остается проблемой. Со временем эти устройства могут деградировать из-за реакций биологических тканей или механических неисправностей, тем самым снижая их эффективность и ограничивая их непрерывное использование.
Имплантированный интерфейс мозг-компьютер (BCI) не обходит стороной трудности, связанные с обучением и необходимыми настройками, что является существенным препятствием для технологии BCI. Как правило, пользователям требуется значительная практика, чтобы освоить эти гаджеты, что делает процесс длительным и иногда раздражающим, как отметил доктор Хаггинс.
Neuralink в настоящее время работает над мобильным приложением, призванным облегчить обучение людей более эффективному управлению цифровыми устройствами, используя мысли, а не физические действия. Эта технология, эффективность которой доказана в экспериментах на обезьянах, в настоящее время разрабатывается для потенциального использования человеком.
Помимо практических соображений, таких как удобство и стоимость, этические последствия и потенциальные нарушения конфиденциальности, связанные с технологией BCI, создают значительные препятствия в ее развитии. Информация, генерируемая BCI — наши чувства, намерения и мысли — по своей сути является конфиденциальной и несет в себе риск того, что эти данные могут быть непреднамеренно собраны и использованы не по назначению.
Внедрение BCI (интерфейсов мозг-компьютер) вызывает обеспокоенность, связанную с личной автономией, информированным согласием и равноправным доступом. Например, возникает вопрос о том, может ли человек быть вынужден использовать BCI неохотно или без полного понимания его потенциальных результатов.
Хаггинс выразил обеспокоенность ситуацией, когда кто-то навязывает вам имплантированный интерфейс мозг-компьютер (BCI) без вашего согласия, не оставляя места для вопросов или обмена вашими мыслями.
Подобно тому, как использование систем искусственного интеллекта и машинного обучения вместе с пациентами с ИМК вызывает схожие опасения по поводу принятия решений и коммуникации, оно также поднимает те же вопросы относительно того, кто принимает решения и о чем будет сообщаться.
Это возвращает нас к этическим дилеммам, которые мы обсуждали ранее в отношении самоопределения. Если способности человека снижаются, как в случае с пациентами с БАС, существует ли баланс? Изменится ли этот баланс со временем? Или я подумываю о том, чтобы сдаться и позволить ИИ закончить за меня предложения?
Как аналитик, я размышляю над некоторыми важными проблемами, которые ждут нас впереди, хотя мы, возможно, не сразу столкнемся с ними. Эти опасения серьезны и требуют нашего внимания при разработке стратегии на будущее.
Обычно я могу уловить смысл с точностью около 90–95%, хотя в трудные дни она может значительно снижаться. Однако, когда кто-то намеренно пытается передать сообщение, эта оценка справедлива.
Хаггинс подчеркивает необходимость устранения основного препятствия на пути развития интерфейсов «мозг-компьютер» (BCI): преодоление страха и устранение недоразумений.
Хаггинс признал, что многих это тревожит. Однажды кто-то даже спросил, могут ли правительства читать мысли через спутники. В ответ Хаггинс объяснил, что ему самому трудно получить точные результаты, когда в его лаборатории находится человек, носящий гарнитуру и намеренно сосредотачивающийся на клавишах клавиатуры. Таким образом, не нужно беспокоиться о том, что люди читают ваши мысли со спутников.
Заглядывая в светлое будущее BCI
Несомненно, исследователи, работающие над интерфейсами «мозг-компьютер» (BCI), сталкиваются со значительными препятствиями при попытке донести эту революционную технологию до широких слоев населения, причем одной из наиболее актуальных проблем является управление ожиданиями. Как отмечает Хаггинс, коллеги, участвующие в внедренных исследованиях, тщательно работают над тем, чтобы участники полностью поняли цели проекта и имели реалистичное понимание как преимуществ, так и потенциальных рисков, связанных с ним.
Как исследователь, я часто задаюсь вопросом, почему такие необычные заявления о таких технологиях, как телепатическая связь, безупречное улучшение памяти и сочетание человеческого и искусственного интеллекта, в первую очередь рекламируются публике, в то время как обычному человеку редко предлагают такие любезности в реальности.
Что касается будущего направления технологии BCI при нашей жизни, Хаггинс признал, что, возможно, было бы разумно скорректировать наши ожидания, чтобы по-настоящему оценить достижения, свидетелями которых мы станем.
Я верю, что предложения будут, но я не уверен, что они выдержат весь ажиотаж вокруг них. Они, вероятно, изменят наши ожидания. Крайне важно установить разумные ожидания, учитывая, что это новая технология. Мы все еще изучаем его все тонкости: когда он работает, а когда нет, какое обслуживание ему требуется и где его можно обеспечить.
В ближайшем будущем мы вряд ли внезапно овладеем кунг-фу, как это показано в фильмах. Однако важно отметить, что этот навык может стать более доступным для будущих поколений. Хотя нам еще предстоит долгий путь, основа для этих захватывающих событий закладывается сегодня, и этого стоит с нетерпением ждать!
Смотрите также
- Huawei Watch GT 5 против GT 4: стоит ли обновлять свое носимое устройство?
- Обзор саундбара LG S95TR: наконец-то хорошо
- AirPods Max 2 против AirPods Max: в чем разница?
- Обзор Dell XPS 16: проблемная электростанция
- Сообщается, что Netflix находится в разработке «Под Парижем 2».
- 6 лучших планшетов для рукописных заметок в 2024 году
- Fedora Asahi Remix 40 — еще один большой шаг вперед для Linux на Apple Silicon Mac
- Xiaomi 14T Pro против Xiaomi 13T Pro: стоит ли обновляться?
- 5 телефонов, которые стоит купить вместо OnePlus 12
- Обзор LG G4 OLED Evo 65″ 4K Smart TV: все еще лучший
2024-11-16 03:28