В комиксах Железный человек управляет некоторыми своими костюмами с помощью нейронного имплантата. У Дока Окка из «Человека-паука» есть роботизированные руки, подключенные непосредственно к его нервной системе, которыми он может управлять как конечностями. Все это примеры сигналов, поступающих из мозга в систему, которая их интерпретирует.
Наконец, есть примеры персонажей, напрямую подключающих свой мозг к интерактивной системе для прямого взаимодействия с каким-то другим миром. Вспомните «Матрицу», где персонажи «подключаются», или «Нейроманта», где прямое подключение к кибердеке позволяет пользователю перемещаться по цифровому миру. Это самые сложные примеры, поскольку 1) они включают отправку и получение данных от нейронного имплантата, и 2) данные, которые необходимо будет отправить, будут действительно сложными.
Причина, по которой мы не продвинулись дальше паршивых демонстраций «управляйте дроном с помощью мозга», заключается в том, как сложно получить хороший сигнал из мозга.
В этих демонстрациях обычно используется ЭЭГ, что означает размещение электродов на коже головы для считывания электрической активности клеток головного мозга. Поскольку электроды расположены на коже головы, сигнал должен проходить через волосы, кожу, мышцы, череп и твердую мозговую оболочку.
Поскольку электроды размещаются так далеко от клеток мозга, активность которых они регистрируют, сигнал очень шумный. Он заглушается и искажается всеми костями и тканями между ними. Больше электродов дают больше сигналов для работы, а использование геля помогает с проводимостью, чтобы немного улучшить сигнал, но это не то, что большинство людей хотят от потребительского продукта. Я не собираюсь тереть волосы каждый раз, когда хочу поиграть в видеоигры с помощью мозга.
Даже при самой экстремальной настройке ЭЭГ вы будете очень ограничены в том, что вы можете делать с сигналами. Если все, что вам нужно, это иметь зависающий, паршивый, частичный контроль над дроном, курсором или доской для понга, конечно, ЭЭГ может вам помочь. Но вы не будете управлять руками робота так же плавно, как Док Осьминог.
Помимо необходимости считывать мозговой сигнал, другим серьезным препятствием, которое нужно преодолеть, является процесс обучения. Имплантированные устройства просто считывают любую нейронную популяцию, с которой они оказываются рядом. Затем мозг должен изучить сопоставление между активностью этих нейронов и каким-то внешним результатом. Это также касается имплантата, посылающего сигналы в мозг — вам нужно узнать, что означают эти сигналы. Для фактического использования этого требуется долгий итеративный процесс. Чем сложнее сигнал, тем сложнее мозгу научиться его использовать. Идея о том, что вы можете просто воткнуть чип в мозг и сразу же использовать его для широкого спектра применений, неправдоподобна.
Видно, что наблюдается прогресс в области менее инвазивных и более безопасных нейронных имплантатов. Однако я сомневаюсь, что мы доберемся до того, что высокоточный нейронный имплантат не потребует никакой операции, то есть хирургического вмешательства.
Автор публикации
Комментарии: 768Публикации: 164Регистрация: 05-05-2020
Я не знаю, насколько качество сигнала можно сравнить с тем, что вы получаете, если электроды поместить непосредственно в мозг. Я бы предположила, что оно немного хуже. Проблема любого устройства в том, что вы усредняете электрическую активность по большому количеству нейронов или регистрируете только крошечную выборку отдельных нейронов. Тем временем отдельные нейроны в мозге получают высокоточные сигналы от тысяч других нейронов. Независимо от того, насколько устройства инвазивны, мы всегда будем ограничены.
Получить сигнал из мозга сложно. Мозг — хрупкое устройство, поэтому люди не одобряют втыкание в него чего-либо. Он заключен в кость, что затрудняет считывание сигналов с него. Читал когда-то, что есть нечто среднее между электродами, размещенными на поверхности черепа, и электродами, размещенными непосредственно в мозге.
Подход эндоваскулярный (по-моему так называется): пройти через кровеносную систему. Пройдя через яремную вену, имплант можно поместить в кровеносный сосуд прямо рядом с двигательной корой. Сам имплант основан на стентах, которые обычно используются для лечения сужения коронарных артерий. Отсюда и название: стентрод.
Это все еще означает необходимость хирургического вмешательства, и есть определенные риски, но это, по крайней мере, немного комфортнее, чем операция на головном мозге (но это о многом не говорит — это все равно означает, что вам что-то воткнули в яремную вену).
Да, если бы это было достаточно обычной операцией, возможно, были бы общие потребительские применения, выходящие за рамки медицинских случаев.
Думаю, должна быть причина, по которой стоит сделать операцию. Как вы думаете, мы могли бы убедить всех, что операция стоит того ради эстетики киберпанка? )
И все же интересно куда эта технология может пойти, если будет достаточно времени.
Мне кажется но я могу заблуждаться. Будущее за имплантами которые операционно или иным образом помещаются прямо в мозг или например на конечностях подключаемые к нервным волокнам. Иные варианты это просто пристрелка пред использованием.