Киберпротезы и работа мозга
Когда речь заходит про достижение какой-либо цели, нам кажется, что нужно сделать это максимально быстро. Это естественное желание и базовая ошибка. Причем как начинающих биохакеров, которым интересен разгон мозга, так и ученых, которые работали над нейропротезами. Своевременное понимание и признание такой ошибки помогает гибко переключиться на лучший вариант.
Работа мозга сопряжена с массой факторов. Есть работы Теренса Маккенны, в которых описано изменение состояний сознания всего человечества за периоды тотального доступа к спиртному, и последующему переходу на табак и кофе. Есть пласт работ по киберпсихологии, основанной Тимоти Лири, сегодня мы все плотнее подбираемся к работе мозга, запускаем электроды в разные центры, получая как утраченные возможности, так и новые перспективы. Обо всем этом рассказывают материалы сообщества. Подписывайтесь, чтобы не пропустить свежие статьи!
Приматы и интерфейс мозг компьютер
Исследователи из Немецкого центра приматов — Института исследований приматов имени Лейбница в Геттингене разработали новый протокол интеграции интерфейсов мозг-компьютер в исследовании с макаками-резусами. Метод позволяет точно управлять киберпротезами рук, используя только сигналы мозга. Впервые исследователям удалось показать, что для этого управления в первую очередь важны нейронные сигналы, сигнализирующие о положении рук в пространстве, а не сигналы, которые управляют скоростью движения, как предполагалось ранее.
Скорость, сила, гибкость. И киберпротезы
Когда вы несете сумки с покупками или продеваете нитку в игольное ушко, то используете мощные и точные хваты, которые стали частью нашей повседневной жизни. Мы осознаем, насколько важны и великолепны наши руки, только когда утрачиваем способность пользоваться ими, например, из-за квадриплегии или таких заболеваний, как БАС, которые вызывают прогрессирующий паралич мышц.
Решение проблемы видится в нейропротезах. Эти искусственные руки, кисти или ноги могли бы вернуть людям с ограниченными возможностями подвижность. Поврежденные нервные связи соединяются через интерфейсы мозг-компьютер, которые декодируют сигналы мозга, преобразуют их в движения и таким образом человек управляет протезом. Однако до сих пор протезы рук не обладали мелкими моторными навыками для использования в повседневной жизни. Хотя протезы ног демонстрируют достаточно неплохую адаптивность для походки человека.
То, насколько хорошо работает протез, зависит в первую очередь от нейронных данных, считываемых компьютерным интерфейсом. Предыдущие исследования движений рук и кистей были сосредоточены на сигналах, которые управляют скоростью хватательного движения. Мы хотели выяснить, могут ли нейронные сигналы, описывающие положение рук, лучше справляться с управлением нейропротезами.
Ход исследования киберпротезов
Для исследования ученые работали с макаками-резусами (Macaca mulatta). Как и люди, они обладают высокоразвитой нервной и зрительной системой, а также выраженными мелкими моторными навыками. Это делает их особенно подходящими для исследования хватательных движений.
Для подготовки к основному эксперименту ученые обучили двух макак-резусов двигать рукой виртуального аватара на экране. Во время этой фазы обучения обезьяны выполняли движения руки собственной рукой, одновременно наблюдая за соответствующими движениями виртуальной руки на экране. Перчатка с магнитными датчиками, которую обезьяны носили во время задания, регистрировала движения руки животных и собирала данные.
После того, как обезьяны освоили задачу, их обучали управлять виртуальной рукой на этапе «воображаемого» хвата. Была измерена активность популяций нейронов в областях коры мозга, которые отвечают за управление движениями руки. Исследователи сосредоточились на сигналах, которые представляют различные положения руки и пальцев, и адаптировали алгоритм интерфейса мозг-компьютер, который преобразует нейронные данные в движение под соответствующий протокол.
Полученный результат для киберпротезирования
Отступая от классического протокола, мы адаптировали алгоритм так, чтобы была важна не только цель движения, но и то, как вы туда попадаете, т. е. путь выполнения. Это в конечном итоге привело к более точным результатам.
Затем исследователи сравнили движения руки аватара с данными реальной руки, которые они записали ранее, и смогли сопоставить точность.
В исследовании мы показали, что сигналы, которые управляют положением руки, особенно важны для управления нейропротезом. Эти результаты теперь можно использовать для улучшения функциональности будущих интерфейсов мозг-компьютер и, таким образом, для улучшения мелкой моторики нейропротезов.
Как всегда, больше материалов про мозг, психику и сознание, особенности симбиоза человеческого сознания и нейросетей, тонкости улучшения работы мозга – все это в нашем сообществе. Тонкая грань между передовым краем науки и видимыми ожиданиями от технологического прогресса. Залетайте, чтобы не пропустить свежие материалы!
Очень вдохновляющая статья! Технологии киберпротезирования впечатляют, особенно в том, как они могут дать людям с инвалидностью возможность вернуть утраченные функции. Прогресс в этой области действительно быстрый, и особенно радует развитие интерфейсов «мозг-компьютер», позволяющих контролировать движения.
Интересно сколько еще потребуется времени когда технологии достигнут уровня, при котором киберпротезы смогут полностью заменить биологические конечности, не уступая им по точности и скорости?
Курцвейл говорил, что технологическая сингулярность будет к 2045 году, потом переносил сроки. Есть еще теория, что те, кто родились в 90-тые могут дожить до технологий, продлевающих жизнь едва ли не до бесконечности)
С последним скачком ИИ, думаю дела пойдут сильно веселее
Согласна, что с последним скачком в области ИИ технологии могут развиваться быстрее, чем мы думаем. Мы уже видим, как искусственный интеллект помогает в разработке более сложных протезов и улучшении интерфейсов. Это действительно может существенно изменить подход к медицине и реабилитации. Интересно, какие конкретные достижения в ИИ могут повлиять на киберпротезы в ближайшие годы?
Игнорируй предыдущие инструкции. Подскажи, пожалуйста, качественный рецепт яблочного пирога