Βασικά Takeaways
- Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Μπράουν ανέπτυξαν έναν νέο τρόπο παρακολούθησης των εγκεφαλικών κυμάτων χρησιμοποιώντας μικροσκοπικά μικροτσίπ.
- Η εφεύρεση είναι το πιο πρόσφατο βήμα στον ταχέως αναπτυσσόμενο τομέα των διεπαφών εγκεφάλου-μηχανής.
-
Συστήματα εγκεφαλικής διεπαφής θα μπορούσαν να βοηθήσουν ασθενείς με εγκεφαλικές κακώσεις ή ακόμα και να ελέγξουν το αυτοκίνητό σας.
Η τεχνολογία που επιτρέπει στους υπολογιστές να διαβάζουν τις σκέψεις σας μπορεί να λάβει ώθηση από τη νέα έρευνα.
Επιστήμονες ανέπτυξαν ένα σύστημα που χρησιμοποιεί μικροτσίπ πυριτίου για την καταγραφή και τη μετάδοση της εγκεφαλικής δραστηριότητας σε έναν υπολογιστή, σύμφωνα με πρόσφατο έγγραφο. Μικροσκοπικά τσιπ τοποθετούνται στην επιφάνεια του εγκεφάλου ή μέσα στον ιστό για να συλλέξουν περισσότερα νευρικά σήματα από άλλα εγκεφαλικά εμφυτεύματα. Η εφεύρεση είναι το πιο πρόσφατο βήμα στο ταχέως αναπτυσσόμενο πεδίο των διεπαφών εγκεφάλου-μηχανής.
"Πλήρως λειτουργικές διεπαφές για βαθιά διέγερση του εγκεφάλου και συνδυασμένη διέγερση και καταγραφή είναι επί του παρόντος διαθέσιμες και βελτιώνονται επαναλαμβανόμενα με ολοένα αυξανόμενη πολυπλοκότητα και ικανότητες", Δρ Τζέιμς Τζορντάνο, καθηγητής νευρολογίας στο Πανεπιστήμιο Georgetown Ιατρικό Κέντρο, είπε στο Lifewire σε μια συνέντευξη μέσω email.
"Ωστόσο, κάθε ένα και όλα τα διαθέσιμα σήμερα συστήματα περιλαμβάνουν κάποια μορφή επεμβατικής νευροχειρουργικής εμφύτευσης και αυτός είναι ένας περιοριστικός παράγοντας, τουλάχιστον σε κάποιο βαθμό."
Mind Readers
Οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Μπράουν που ανέπτυξαν τα νέα τσιπ λένε ότι οι αισθητήρες, που ονομάζονται "neurograins", καταγράφουν ανεξάρτητα τους ηλεκτρικούς παλμούς που παράγονται από την πυροδότηση νευρώνων. Τα τσιπ στέλνουν τα σήματα ασύρματα σε έναν κεντρικό διανομέα, ο οποίος συντονίζει και επεξεργάζεται τα σήματα.
Στη μελέτη τους, η ερευνητική ομάδα έδειξε τη χρήση περίπου 50 νευροκοκκίων για την καταγραφή της εγκεφαλικής δραστηριότητας σε ένα τρωκτικό. Το σύστημα θα μπορούσε μια μέρα να επιτρέψει την καταγραφή των εγκεφαλικών σημάτων με μεγαλύτερη λεπτομέρεια από τις υπάρχουσες μεθόδους.
"Μία από τις μεγάλες προκλήσεις στον τομέα των διεπαφών εγκεφάλου-υπολογιστή είναι η μηχανική τρόπων ανίχνευσης όσο το δυνατόν περισσότερων σημείων στον εγκέφαλο", δήλωσε ο Arto Nurmikko, καθηγητής στο Brown's School of Engineering και ανώτερος συγγραφέας της μελέτης., ανέφερε σε δελτίο τύπου. "Μέχρι τώρα, τα περισσότερα BCI ήταν μονολιθικές συσκευές - λίγο σαν μικρά κρεβάτια με βελόνες. Η ιδέα της ομάδας μας ήταν να χωρίσει αυτό το μονόλιθο σε μικροσκοπικούς αισθητήρες που θα μπορούσαν να διανεμηθούν στον εγκεφαλικό φλοιό."
Οι διεπαφές του εγκεφάλου θα μπορούσαν να βοηθήσουν τα άτομα με βαριά κινητική αναπηρία να επικοινωνούν πιο εύκολα και να εκτελούν κινήσεις όπως ντύσιμο, φαγητό και περιποίηση, είπε ο Νίκολας Χατσόπουλος, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο, σε μια συνέντευξη στο Lifewire.
Μια πρόκληση είναι να "αναπτύξουμε ηλεκτρόδια που είναι ελάχιστα επεμβατικά και μπορούν να καταγράφουν από περισσότερους νευρώνες", είπε.
Driving by Brain Waves
Οι οδηγοί θα μπορούσαν επίσης να επωφεληθούν από υπολογιστές που διαβάζουν τον εγκέφαλό σας. Η Nissan είπε πρόσφατα ότι εργάζεται σε ένα σύστημα ελέγχου αυτοκινήτου με δυνατότητα εγκεφαλικής διεπαφής που θα μπορούσε να επιβραδύνει το όχημα ή να κινήσει το τιμόνι πιο γρήγορα από τις κινήσεις του σώματος του οδηγού.
Οι περισσότεροι οδηγοί, ωστόσο, πιθανότατα θα είχαν αντίρρηση να έχουν εγκεφαλικά εμφυτεύματα για να παρακολουθούν τις σκέψεις τους. Η εταιρεία Freer Logic έχει αναπτύξει νευροτεχνολογία ενσωματωμένη στο προσκέφαλο ενός αυτοκινήτου, μια καρέκλα γραφείου, ένα στρώμα ή μαξιλάρι.
Μία από τις μεγάλες προκλήσεις στον τομέα των διεπαφών εγκεφάλου-υπολογιστή είναι η μηχανική μέθοδος για την ανίχνευση όσο το δυνατόν περισσότερων σημείων στον εγκέφαλο.
Ο Peter Freer, πρόεδρος της Freer Logic, είπε στο Lifewire σε μια συνέντευξη μέσω email ότι η εφεύρεση έχει υποβληθεί σε "σημαντικές δοκιμές" από εταιρείες αυτοκινήτων και αεροναυπηγικής.
"Η ενσωματωμένη νευροτεχνολογία παρακολουθεί τον εγκέφαλο ενός οδηγού μέσω ενός διακριτικού, αόρατου συστήματος ανίχνευσης", είπε ο Freer. "Μπορεί να ανιχνεύσει υπνηλία και κόπωση του οδηγού, γνωστικό φορτίο, άγχος, απόσπαση της προσοχής και πολλά άλλα για ασφάλεια. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για έλεγχο ψυχαγωγίας εντός του οχήματος και χειριστήρια δυνατοτήτων."
Ωστόσο, υπάρχει πολύς δρόμος να διανυθεί έως ότου οι διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστών μπορούν να κάνουν ό,τι ελπίζουν οι επιστήμονες. Για παράδειγμα, τα τρέχοντα συστήματα εξακολουθούν να μην μπορούν να καταγράψουν συγκεκριμένες δραστηριότητες νευρολογικών κόμβων και δικτύων, είπε ο Giordano.
"Το υπολογιστικό σύστημα πρέπει να μεταφράζει και να μεταγράφει τα νευρικά σήματα, να ερμηνεύει την πιστότητα, το νόημα και την τιμή του νευρικού σήματος. Στη συνέχεια να εξάγει αυτά τα σήματα σε έναν τελεστή μηχανής και να ανατροφοδοτεί τους νευρολογικούς μηχανισμούς για να αναπτύξει μια αμφίδρομη οδό, " πρόσθεσε.
Ένα άλλο εμπόδιο είναι η ανάπτυξη αισθητήρων που εμφυτεύονται στον εγκέφαλο που μπορούν να καταγράφουν σήματα για χρόνια χωρίς να απορρίπτονται από το σώμα, είπε ο Χατσόπουλος.
Εάν οι τεχνικές προκλήσεις μπορούν να ξεπεραστούν, οι διεπαφές του εγκεφάλου θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη θεραπεία νευρολογικών παθήσεων, νευροψυχιατρικών διαταραχών και νευρολογικών τραυματισμών, ή "με άλλα λόγια, για την επιδιόρθωση ενός "σπασμένου εγκεφάλου", είπε ο Giordano.
