Satu perkataan daripada ahli psikofisiologi, ketua makmal neurofisiologi dan antara muka saraf di Fakulti Biologi Universiti Negeri Moscow, Doktor Sains Biologi, Profesor Alexander Kaplan.
Lelaki itu tidak dapat mengatasinya
Andrey Volodin, AiF. Kesihatan”: — Alexander Yakovlevich, dalam buku anda “Rahsia Otak” anda mendakwa bahawa masa depan terletak pada simbiosis otak dan komputer. kenapa?
Alexander Kaplan: — Kerana dunia yang kita diami sekarang secara beransur-ansur menjadi digital. Kepantasan dan jumlah aliran maklumat berkembang dengan pesat. Akal manusia tidak mampu lagi menahan beban sebegitu. Baru-baru ini, bilangan penyakit neurotik dan psikiatri telah meningkat dengan ketara. Ini menunjukkan bahawa otak tidak dapat menampung kerjanya dalam keadaan baru. Dan di sini seseorang perlu membuat keputusan. Salah satunya ialah menggabungkan otak dengan kecerdasan buatan.
- Kemudian kita akan bertukar menjadi robot?
- Kami akan tinggal orang biasa, cuma kita akan dibekalkan bukan dengan komputer meja, seperti sekarang, tetapi dengan peranti untuk komunikasi terus antara otak dan komputer. Sambungan ini akan berdasarkan penyahkodan aktiviti elektrik otak yang direkodkan dari permukaan kulit kepala. Menyahkod elektroensefalogram sudah memungkinkan, sebagai contoh, untuk meneka niat seseorang dan mengaktifkan ikon tertentu pada skrin komputer. Perintah yang sepadan dilaksanakan tanpa sebarang pergerakan atau ucapan dengan satu usaha mental. Dan semua ini tanpa sebarang masalah untuk orang itu - otak alat dengar - komunikasi komputer Anda boleh mengeluarkannya dari kepala anda pada bila-bila masa, seperti fon kepala. Sistem antara muka otak-komputer yang paling mudah telah digunakan di klinik, di mana ia membantu pesakit yang mengalami gangguan pertuturan dan pergerakan yang teruk.
Rise of the Machines dibatalkan
— Tidakkah ternyata rangkaian komputer yang disambungkan ke otak akan memperhambakan seseorang?
- Elektronik moden kemudahan pengkomputeran mempunyai dua kelebihan yang menentukan: ingatan dan kelajuan yang hampir tidak terhad, tidak dapat dibandingkan dengan kelajuan pemikiran manusia. Ini bermakna tugas yang memerlukan keupayaan sedemikian boleh diamanahkan kepada kecerdasan buatan. Contohnya, jika terdapat banyak operasi pengiraan yang perlu dilakukan, otak boleh terus mengakses sel memori komputer. Dan kemudian kuasa kreatif manusia akan disatukan dengan ingatan dan kelajuan yang besar sistem elektronik. Bersama-sama mereka akan menjadi lebih kuat - tetapi lebih kuat memihak kepada manusia.
Ini boleh dicapai secara teknologi. Dan ini menyelesaikan persoalan siapa yang akan mengalahkan siapa dalam pertempuran antara otak dan komputer, kerana dalam kes ini seseorang akan mengeksploitasi sistem kecerdasan buatan demi dirinya sendiri - seperti hemisfera ketiga. Satu hemisfera tidak boleh memusnahkan yang lain di dalam otak.
Selain percubaan untuk menghubungkan otak manusia dengan sistem komputer Perkembangan lain sedang dijalankan. Robot menjadi lebih dan lebih maju, sebahagian daripada mereka mengawal mekanisme yang kompleks dan juga memprogram sendiri. Bukankah ini berbahaya?
“Terdapat bahaya bahawa kecerdasan buatan boleh membahayakan manusia secara tidak sengaja. Oleh itu, anda perlu berhati-hati semasa menulis program untuk mengawal loji kuasa nuklear, kompleks tenaga dan pengangkutan yang besar, dan sistem sokongan kehidupan manusia. Automasi di sana mungkin hanya membuat kesilapan, dan kegagalan besar sistem tidak dikecualikan. Tetapi, saya ulangi, ini hanyalah kesilapan pengaturcara, dan bukan sejenis komplot robot jahat.
Kecerdasan buatan, sudah tentu, mungkin mengandungi modul yang membetulkan diri mereka sendiri, tetapi ia juga direka oleh orang. Sukar untuk membayangkan bagaimana tugas yang pada mulanya memusuhi manusia akan mula diprogramkan dalam skim ini.
Fiksyen bukan sains
— Bilakah kecerdasan buatan akan memperoleh kesedaran?
“Adalah dipercayai bahawa dia akan memerintah planet ini pada pertengahan abad kedua puluh, tetapi tiada perkara seperti itu berlaku. Mungkin ini akan berlaku seratus tahun kemudian - pada pertengahan abad ini. Tetapi ini adalah idea bukan saintis, tetapi ahli futurologi.
- Adakah ini bermakna kita perlu berurusan dengan "personaliti" elektronik?
— Adakah kita terlalu memanusiakan robot "pintar"?
— Robot hanyalah pemain untuk kod program. Jika dengan robot pintar yang kami maksudkan adalah program dengan pengalaman dalaman, maka, tentu saja, terdapat persamaan dalam tingkah laku robot dan seseorang. Walau bagaimanapun, andaian bahawa robot sedemikian dalam masa terdekat akan mempunyai kompleks emosi manusia atau sekurang-kurangnya haiwan hari ini adalah tidak berasas. Dan kemunculan populasi mesin pintar masih merupakan fiksyen yang terlalu tidak saintifik.
1. Sejarah perkembangan
Peranti dalam bidang neurocybernetics yang mensimulasikan mata manusia telah dibangunkan di Amerika Syarikat pada akhir 1950-an.
2. Robot pertama
Android pertama dengan alat kawalan jauh dan ketinggian 2.5 m dilahirkan pada tahun 1957 di Itali. Robot itu mempunyai berat kira-kira satu tan.
3. Harta yang unik
Otak mempunyai sifat keplastikan. Jika salah satu jabatannya terjejas, jabatan lain boleh membayar pampasan untuk fungsinya.
Tangan palsu - 1944.
Prostetik- penggantian bahagian badan yang hilang atau rosak tidak dapat dipulihkan dengan pengganti tiruan - gigi palsu. Prostetik adalah peringkat penting proses pemulihan sosial dan buruh seseorang yang kehilangan anggota badan atau menghidap penyakit sistem muskuloskeletal.
Prostetik adalah disiplin yang berkaitan antara perubatan dan teknologi, berkait rapat dengan ortopedik, traumatologi dan pembedahan rekonstruktif, dsb. Walaupun prostetik sebagai disiplin yang berasingan dipisahkan pada abad ke-19, maklumat mengenainya boleh didapati pada zaman purba - dari ahli sejarah Yunani Herodotus, ahli sejarah Rom Pliny dan lain-lain.
Jenis utama prostetik
Terdapat jenis utama prostetik berikut:
DALAM dalam erti kata yang sempit dianggap prostetik
- anatomi - pengeluaran anggota tiruan - lengan dan kaki prostetik, gigi, mata, hidung, kelenjar susu, dll.;
- prostetik terapeutik - orthoses (produk ortopedik) - korset, kasut, pembalut, dll.
- Jenis prostetik yang berasingan ialah pembuatan alat bantu pendengaran.
cerita
Sebutan pertama prostesis ditemui dalam Rig Veda, yang melaporkan bahawa seorang pahlawan kehilangan kakinya dalam pertempuran, dan kaki besi telah dibuat untuknya. Orang Mesir kuno sudah biasa dengan prostetik, seperti yang dibuktikan oleh mumia jari kayu Kerajaan Baru. Untuk masa yang lama, prostetik berkembang dengan buruk. Cangkuk lanun yang terkenal dan kaki kayu adalah bentuk awal prostetik.
Selepas perkembangan mekanik, lebih dekat dengan zaman moden, jenis prostesis yang lebih maju mula muncul, meniru dengan baik bahagian badan yang hilang atau bahkan mampu bergerak kerana mekanisme terbina dalam.
Tetapi ini hanya gigi palsu bahagian luar badan, prostetik organ dalaman (contohnya AbioCor) telah muncul pada zaman elektronik, dan perubatan moden mungkin menghapuskan prostetik sepenuhnya terima kasih kepada teknologi sel stem terkini, pada masa ini belum berkembang sepenuhnya. Sebagai tambahan kepada anggota prostetik, prosedur prostetik untuk sendi, gigi, dan juga prostetik kosmetik untuk mata dan bahagian lain badan adalah biasa dalam perubatan moden. Prostetik kosmetik membantu orang berkomunikasi dengan individu yang tidak biasa berkomunikasi dengan orang cacat tanpa menjadi terlalu emosi. Sebagai tambahan kepada prostetik seperti itu, pakar bedah mendapati pelbagai penyelesaian pengembalian separa fungsi kepada anggota yang dicacatkan. Oleh itu, doktor Jerman Hermann Krukenberg berkembang (sejurus selepas Perang Dunia Pertama) tangan Krukenberg- sejenis "cakar", yang dibuat dari hujung jejari dan ulna pada pesakit dengan amputasi traumatik tangan. (prosedur Krukenberg)
Jari kaki palsu Mesir Purba
Kajian sejarah
Prostetik telah dicipta pada zaman dahulu. Prototaip kaki tiruan - sekeping kayu, pendirian bukannya anggota bawah yang hilang, telah dipelihara hingga ke hari ini. Dari masa ke masa, ia telah mengalami banyak perubahan, yang mana kami akan menyebut yang paling penting. Camillus Nyurop datang dengan peranti - di bahagian bawah sekeping kayu, yang, dengan bantuan hemisfera, dibuat untuk berputar untuk mengelakkan kemungkinan sekeping kayu tersangkut di antara batu. Untuk mengelakkan geseran tunggul, beg kulit yang disumbat lembut diletakkan di atas tunggul sebelum memasukkannya ke dalam beg nipis yang diperbuat daripada kayu linden. Amerika pada abad ke-19 Kayu Hickory digunakan untuk kaki tiruan, terutamanya untuk kaki, kerana kekuatannya yang lebih besar dan ringannya yang ketara.
Prostesis-abad XIX.
Lengan logam yang dibuat pada abad ke-19 (dari besi kepingan, perak baru atau gangsa aluminium) sangat ringan dan pada masa yang sama sangat tahan lama. Tidak pernah ada kesan padding. diperkuat di dalam lengan, tetapi hanya pada tunggul, yang sebelum ini dibalut dengan pembalut flanel (dari atas ke bawah), kemudian corong kulit, panjang dan tebal disumbat, diletakkan, selepas itu hujung tunggul dimasukkan ke dalam lengan supaya ia digantung bebas di dalam yang terakhir, tanpa dikenakan sebarang tekanan. Hanya dalam keadaan ini luka pada tunggul akibat geseran boleh dielakkan. Kartrij getah keras rapuh. Semua penambahbaikan pada kaki tiruan adalah berdasarkan prinsip sekeping kayu, dengan matlamat untuk menghapuskan kelemahan utama sekeping kayu (orang yang berjalan di atasnya, apabila bergerak ke hadapan, perlu sentiasa menggambarkan arka ke luar) dan memelihara bentuk kaki. Yang terakhir ini mudah dicapai; yang pertama mengambil banyak usaha. Amerika Dr. Bly adalah orang pertama yang cuba meniru alam semula jadi apabila membina sendi kaki tiruan; pergerakan di dalamnya dilakukan melalui bola kaca yang digilap terletak di dalam rongga yang diperbuat daripada getah tervulkan. Kaki disambungkan ke kaki bawah dengan empat tali usus, yang dilekatkan pada bulatan yang berjalan melintang di bahagian atas radas. Sambungan yang dipertingkatkan itu belum lagi menggantikan sendi berengsel mudah, yang lebih selamat dan lebih murah, daripada digunakan. Pfister di Berlin memasukkan spring getah silinder ke dalam sendi kaki; pergerakan dibuat melalui engsel yang kuat. Satu lagi tumit dilekatkan pada tumit. Dengan bantuan mekanisme ini, gaya berjalan menjadi elastik, senyap dan kurang memenatkan berbanding dengan peranti lain. Mata air getah itu sendiri mengekalkan keanjalannya selama bertahun-tahun tanpa berubah. Untuk memastikan jari kaki tidak melekat pada lantai apabila membelok, bahagian jari kaki peranti dibuat boleh digerakkan dengan menggunakan spring lingkaran dan engsel ringkas pada tapaknya. Kaki tiruan dilekatkan pada tunggul atau badan menggunakan tali pinggang dan tali di atas bahu, bergantung pada tabiat dan senaman, kadang-kadang secara berasingan, kadang-kadang bersama-sama. Penggunaan anggota tiruan tidak boleh berlaku sebelum pembentukan parut padat, oleh itu, tidak lebih awal daripada 6-10 bulan selepas pembedahan. Pemeriksaan peribadi dengan penyertaan doktor, pengukuran peribadi oleh juruteknik yang terlibat dalam pembuatan I. ahli, sudah tentu, sangat diingini; Jika ini tidak dapat dilakukan, Profesor Mosetig mengesyorkan menandakan ukuran yang diperlukan untuk tukang pembalut pada lukisan skematik yang dilampirkan.
Prostesis anggota atas (Tangan buatan)
Tangan buatan pada abad ke-19. dibahagikan kepada "tangan bekerja" dan "tangan kosmetik", atau barangan mewah. Untuk tukang batu atau buruh, mereka terhad untuk menggunakan pembalut yang diperbuat daripada lengan kulit dengan tetulang pada lengan bawah atau bahu, yang dipasang alat kerja yang sepadan dengan profesion - tang, cincin, cangkuk, dll. Tiruan kosmetik. tangan, bergantung kepada pekerjaan, gaya hidup, tahap pendidikan, dsb. keadaan adalah lebih kurang kompleks. Tangan buatan boleh mempunyai bentuk yang semula jadi, memakai sarung tangan kanak-kanak yang elegan, mampu menghasilkan kerja yang baik; tulis dan juga kocok kad (seperti tangan terkenal Jeneral Davydov). Jika lengan bawah dipotong, i.e. tahap amputasi tidak mencapai sendi siku, maka dengan bantuan lengan buatan adalah mungkin untuk memulihkan fungsi anggota atas; tetapi jika bahu telah dipotong, maka bekerja dengan tangan hanya mungkin melalui banyak, sangat kompleks dan menuntut usaha yang bagus peranti. Sebagai tambahan kepada yang terakhir, anggota atas tiruan terdiri daripada dua lengan kulit atau logam untuk lengan atas dan lengan bawah, yang boleh digerakkan di atas sendi siku dengan menggunakan serpihan logam. Tangan itu diperbuat daripada kayu ringan dan dilekatkan pada lengan bawah atau boleh digerakkan. Terdapat mata air di sendi setiap jari; dari hujung jari terdapat tali usus, yang disambungkan di belakang sendi pergelangan tangan dan diteruskan dalam bentuk dua tali yang lebih kuat, dan satu, melewati penggelek melalui sendi siku, dilekatkan pada spring di bahu atas, manakala yang lain, juga bergerak di atas blok, bebas berakhir di lubang. Jika anda ingin mengekalkan jari anda digenggam semasa bahu dipanjangkan, maka lubang ini digantung pada butang di bahu atas. Apabila sendi siku dibengkokkan secara sukarela, jari-jari ditutup dalam radas ini dan tertutup sepenuhnya jika bahu dibengkokkan pada sudut tepat. Untuk memesan tangan tiruan, sudah cukup untuk menunjukkan ukuran panjang dan isipadu tunggul, serta tangan yang sihat, dan menerangkan teknik tujuan yang harus dilakukan.
Contoh lengan prostetik bionik moden, yang dibangunkan di Amerika Syarikat pada tahun 2014, ialah DEKA Arm-3.
Pada 2015, jualan tangan prostetik kos rendah yang dibangunkan di Universiti Illinois di Urbana-Champaign bermula di Amerika Syarikat. Kemurahan dicapai menggunakan percetakan 3D.
Pada tahun 2015, sebuah syarikat pemaju muda dari Novosibirsk mencipta teknologi untuk pengeluaran tangan prostetik robotik, yang akan tiga kali lebih murah daripada Jerman dan tujuh kali lebih murah daripada analog Inggeris. Ini menjadi mungkin terima kasih kepada pengabaian bahan mahal. Pemaju Novosibirsk menggantikan karbon dan titanium dengan polimer dan aloi logam yang lebih murah. Di samping itu, percetakan 3D digunakan dalam pengeluaran.
Pada Februari 2015 syarikat Rusia MaxBionic mempersembahkan prostesis bionik terkecil di Rusia untuk kanak-kanak. Menyelesaikan ujian pesakit pada Mac 2015 dan dijangka memulakan ujian pada bulan Oktober. jualan besar-besaran prostesis mereka.
Pada Mei 2015, syarikat Rusia Motorika meluluskan pensijilan tangan prostetik mekanikal yang berfungsi, dan sejak itu, prostesis berwarna dengan pelbagai lampiran teknologi dan permainan telah dipasang di Rusia secara percuma. Pada masa ini, syarikat itu juga sedang membangunkan prostesis bioelektrik yang murah; kumpulan ujian sedang direkrut;
Para saintis dari Universiti Teknologi Chalmers (Gothenburg, Sweden), bersama firma bioteknologi Integrum AB, dapat menyambungkan lengan prostetik, yang dicipta sebagai sebahagian daripada program penyelidikan prostetik Eropah, terus ke saraf dan otot. Pakar bedah melampirkan prostesis ke dua tulang lengan wanita (jejari dan ulna) menggunakan implan titanium, dan kemudian menyambungkan 16 elektrod ke saraf dan ototnya Terima kasih kepada ini, dia dapat mengawal pergerakan lengannya menggunakan otaknya (pemikiran). . Dia dapat mengikat tali kasutnya dan menaip pada papan kekunci.
Prostetik anggota bawah
Prostesis Lutut Kaki C
C-Leg pertama kali ditunjukkan oleh Industri Ortopedik Otto Bock di Persidangan Ortopedik Sedunia di Nuremberg pada tahun 1997.
Penderia tork terletak dalam tiub hujung asas C-Leg. Penderia tork ini menggunakan pelbagai tolok terikan untuk menentukan di mana daya dikenakan pada lutut, dari kaki, dan magnitud daya itu.
C-Leg mengawal lenturan lutut dan rintangan lanjutan menggunakan silinder hidraulik.
Endoprostetik
Endoprostetik: dari endo - dalam
Penggantian sendi
Jika terdapat tanda-tanda untuk pembedahan, penggantian sendi mungkin kaedah pilihan. Pada masa ini, endoprostesis sendi pinggul dan lutut telah dibangunkan dan berjaya digunakan. Dalam kes osteoporosis, endoprostetik dilakukan dengan struktur bersimen. Rawatan konservatif lanjut pada sendi lutut membantu mengurangkan masa pemulihan pesakit yang dibedah dan meningkatkan keberkesanan rawatan.
Penggantian pinggul
Struktur sendi
Sendi pinggul adalah sendi yang terbesar dan paling banyak beban. Ia terdiri daripada kepala femur yang bersendi dengan acetabulum yang cekung dan bulat di dalam tulang pelvis.
Petunjuk untuk total hip arthroplasty (THA)
Perubahan patologi menyebabkan disfungsi berterusan dengan kesakitan dan kontraktur:
Patah leher femoral yang tidak bersatu
Tujuan penggantian pinggul total
Matlamat total hip arthroplasty (THA) adalah untuk mengurangkan kesakitan dan memulihkan fungsi sendi. Operasi ini adalah cara yang berkesan untuk memulihkan fungsi sendi, yang boleh meningkatkan kualiti hidup seseorang dengan ketara.
Dengan THA, femur proksimal dan acetabulum diganti. Kawasan sendi yang terjejas digantikan dengan endoprosthesis yang mereplikasi bentuk anatomi sendi yang sihat dan membolehkan julat pergerakan yang diperlukan.
Cawan acetabular diimplan ke dalam acetabulum. Pelapik polietilena atau seramik dipasang di dalam cawan. Batang dengan kon di leher ditanam ke dalam paha untuk melekatkan kepala endoprosthesis.
Kaedah penetapan
Terdapat pelbagai kaedah penetapan komponen endoprosthesis ke tulang:
Fiksasi simen - melekatkan komponen pada simen tulang
Penetapan tanpa simen/tekan – penetapan mekanikal utama disebabkan oleh ketat komponen pada tulang, penetapan sekunder akibat osseointegrasi, semasa tulang tumbuh atau tumbuh ke dalam permukaan berliang komponen.
Menurut Pendaftaran Penggantian Bersama Kebangsaan yang terkemuka untuk England, Wales, Ireland Utara dan Isle of Man, kaedah penetapan tanpa simen penggantian pinggul adalah yang paling popular: 39.1% daripada semua kes klinikal.
Bahan pembuatan
Untuk pembuatan endoprostesis moden, bahan yang paling maju dan terbukti digunakan: seramik, logam dan polietilena, yang mempunyai kekuatan tinggi dan kadar kelangsungan hidup yang baik dalam tubuh manusia.
Sepanjang dekad yang lalu, semua pengeluar terkemuka telah memperkenalkan bahan polietilena baharu ke pasaran, yang telah mengurangkan dengan ketara risiko haus, osteolisis dan longgar komponen, sekali gus memastikan kelangsungan hidup lebih lama endoprosthesis.
Bergantung kepada gabungan bahan komponen individu Adalah lazim untuk membezakan beberapa jenis pasangan geseran:
- Logam-polietilena(kepala logam, sisipan polietilena)
- Seramik – politilena(kepala seramik, pelapik polietilena)
- Seramik-seramik(kepala seramik, pelapik seramik)
Kelangsungan hidup endoprosthesis
Pasangan geseran yang berbeza (gabungan bahan komponen yang berbeza) mempunyai kemandirian yang berbeza dalam tubuh manusia. Sebagai contoh, yang paling berjaya dari segi kelangsungan hidup dan sistem yang paling boleh ditanam, menurut terkemuka sumber bebas Daftar Kebangsaan Penggantian Bersama di England, Wales, Ireland Utara dan Isle of Man ialah batang CORAIL® tanpa simen dengan cawan PINNACLE® tanpa simen (Johnson & Johnson, DePuy Synthes) dengan pasangan geseran seramik-polietilena. Reka bentuk ini menunjukkan kadar kemandirian kira-kira 98% sepanjang 10 tahun pemerhatian.
Risiko komplikasi apabila menanam batang CORAIL® tanpa simen dengan cawan PINNACLE® tanpa simen dengan pasangan geseran yang berbeza juga adalah yang paling rendah.
Apabila endoprosthesis haus, ia sepenuhnya atau sebahagiannya digantikan dengan yang baru, prosedur ini dipanggil arthroplasty sendi semakan.
Banyak penerbitan menumpukan kepada isu THA yang berjaya dalam jangka panjang. Terdapat keputusan klinikal yang boleh dipercayai bagi penggantian endoprosthesis dengan sistem penetapan tanpa simen dalam tempoh pemerhatian 25 tahun: contohnya, kemandirian yang sangat baik bagi endoprosthesis yang dihasilkan oleh Johnson & Johnson DePuy Synthes selama 25 tahun direkodkan dalam 96.3% kes. khususnya, keputusan cemerlang menunjukkan THA tanpa simen pada pesakit muda di bawah umur 30 tahun: berdasarkan keputusan susulan selama 13 tahun, kadar survival batang femoral adalah 100%.
Komplikasi
Perusahaan
- Metalist (persatuan pengeluaran) Rostec
- Perusahaan Prostetik dan Ortopedik Moscow (Kementerian Buruh)
- Skoliologi (St. Petersburg)
Di Rusia terdapat juga perusahaan di bandar Arkhangelsk, Volgograd, Ivanovo, Izhevsk, Novokuznetsk, Rostov, Tyumen, Ufa, bawahan kepada Kementerian Buruh
Mulakan: 14.10.2010 | Berakhir: 20.11.2010
Kaplan Alexander Yakovlevich
Alexander Yakovlevich Kaplan - ketua. Makmal Neurofisiologi dan Antaramuka Neuro, Fakulti Biologi, Universiti Negeri Moscow. M.V. Lomonosova, Doktor Sains Biologi, Profesor, Pemenang Hadiah Negara Kerajaan Persekutuan Rusia.Salah satu kepentingan saintifik utama Alexander Kaplan ialah pembangunan teknologi NEUROCOMMUNICATOR, yang membuka prospek komunikasi langsung di talian: otak-komputer.
Lebih daripada 50 tahun yang lalu didapati bahawa seseorang itu mampu mengubah ciri-ciri biocurrents otaknya sendiri, i.e. elektroensefalogram (EEG). Prinsip operasi neurokomunikator adalah berdasarkan fenomena ini. Perubahan sewenang-wenangnya dalam bioarus otak boleh digunakan sebagai kod binari dalam komunikasi langsung antara otak dan penggerak dalam persekitaran luaran.
Teknologi ini dipanggil brain-computer interface technology (BCI) atau dalam bahasa Inggeris - Brain-Computer Interface (BCI). Teknologi yang sama boleh digunakan dalam perubatan untuk orang kurang upaya dengan gangguan teruk sistem otot, serta untuk pemulihan akibat kerosakan otak. Kita boleh mengatakan bahawa dengan kemunculan BCI, pemikiran boleh mengawal kursor komputer secara langsung, mengawal papan kekunci, motor dan pemacu, dan menggerakkan objek pada sebarang jarak yang boleh diakses oleh isyarat radio dari pemancar yang disambungkan ke BCI.
Pada masa ini, makmal A. Kaplan sudah terkenal dengan perkembangan inovatifnya dalam bidang BCI, khususnya, pembangunan algoritma untuk kawalan tidak sedar pemacu RGB monitor, algoritma baharu untuk pencetakan surat "terkawal pemikiran" yang boleh dipercayai, komputer pertama permainan berdasarkan BCI, dsb.
Maklumat lanjut mengenai penyelidikan yang dijalankan di bawah pimpinan Alexander Kaplan boleh didapati di laman web Kumpulan Kajian Otak Manusia http://brain.bio.msu.ru/bci_r.htm
Soalan dan jawapan:
soalan:
Eugene
hello! Dalam salah satu cerita oleh S. Lem dinyatakan situasi seterusnya: seorang saintis tertentu mencipta beberapa "otak" buatan, menyatukannya ke dalam rangkaian, memberi mereka keadaan awal dunia mereka menggunakan antara mukanya, secara umum, mengambil peranan sebagai pencipta. Seperti yang dikatakannya, kecerdasan buatan, dengan perkembangan teknologi yang betul, sama sekali tidak akan dapat memahami siapa mereka sebenarnya: semua peristiwa dunia mereka, semua pengaruh persekitaran ditetapkan oleh komputer. Ini adalah solipsisme. Mungkin di luar topik, tetapi persoalannya ialah: adakah situasi sedemikian mungkin untuk minda manusia yang sebenar pada masa hadapan yang jauh? Bayangkan sahaja - selepas kematian badan, otak akan dapat hidup berdikari dalam dunianya sendiri! Tidakkah anda fikir pembangunan teknologi anda boleh membawa kepada penciptaan cyborg?
Jawapan:
Kaplan Alexander Yakovlevich
Dalam salah satu esei falsafahnya sepuluh tahun yang lalu, Stanislav Lem membuat perbezaan yang ketara antara konsep kecerdasan dan akalnya: "... KECERDASAN nampaknya saya lebih IMPERSONAL, iaitu, tanpa tanda-tanda keperibadian, daripada MINDA." Adalah jelas bahawa tiada simulasi komputer boleh menggantikan dunia individu individu, yang berkembang dari hari-hari pertama kehidupan seseorang secara konsisten dan langkah demi langkah seperti tubuhnya. Oleh itu, tidak kira betapa serupa gambar realiti simulasi komputer dengan kebenaran, tidak kira bagaimana cara instrumental Jika otak manusia tidak dilengkapi dengan semua jenis antara muka saraf, ia akan membawa dunia individu seseorang tertentu dan menampakkan dirinya sebagai individu sehingga minit terakhir hayatnya.
Antara muka otak-komputer pada masa hadapan akan menjadi tidak lebih daripada tikus komputer dan kayu bedik mengecil kepada saiz klip telinga. Otak akan mempunyai peluang untuk lebih cepat dan selesa berkomunikasi dengan luaran persekitaran maklumat: komputer, aliran maklumat, robot mudah alih, cyborgs, jika anda suka. Ya, pada masa hadapan, keperibadian seseorang akan dapat menjelma sepenuhnya di dunia luar selagi otaknya hidup. Tetapi adakah seseorang itu "mahukan" kehidupan sedemikian tanpa badan? Ini topik lain...
soalan:
TLD
Alexander Yakovlevich, anda menulis - "...BCI sama sekali tidak dapat memperkayakan dunia dalaman seseorang, mereka hanya akan menjadi salah satu alatnya untuk menguasai dunia luar dan untuk mengawal diri"... Anda menjawab soalan saya secara tidak langsung - " untuk pengawalan kendiri “Adakah ini bermakna BCI juga akan menjadi alat untuk menguruskan emosi sendiri? Dan jika ya, maka siapa yang akan menyukai emosi "mekanikal", "diberikan" orang lain?
Jawapan:
Kaplan Alexander Yakovlevich
Saya faham negativisme anda mengenai teknologi untuk "menyesuaikan" badan secara buatan, emosi, motifnya... Walau bagaimanapun, BCI bukanlah salah satu daripada teknologi tersebut. IMC adalah seperti basikal: jika anda mahu, anda boleh menunggangnya, tetapi jika anda mahu, anda boleh berjalan. BCI ialah satu lagi daripada beberapa alatan manusia berteknologi tinggi yang membantunya menyesuaikan diri dengan keadaan masyarakat perindustrian. Evolusi semula jadi manusia tidak dapat diramalkan dalam "reka bentuk"nya perkembangan teknogenik yang begitu pesat dalam tamadun dalam 50-100 tahun yang lalu. Oleh itu, seseorang pasti memerlukan sokongan teknogenik buatan. IMC adalah salah satu pilihan untuk sokongan tersebut. Dengan bantuan BCI, seseorang akan dapat bermain dengan "konvolusi otak" tidak lebih buruk daripada dengan otot di gim.
soalan:
Ilya
Untuk mencapai matlamat anda, adakah anda memerlukan perubahan kualitatif dalam keperluan yang kini diletakkan pada komputer: bahasa pengaturcaraan baharu? paradigma pengkomputeran baharu? makro-\micro-architectures baharu, dsb.?
Jawapan:
Kaplan Alexander Yakovlevich
Jika kita bercakap tentang teknologi yang terdapat di dunia dalam elektronik, pengaturcaraan dan matematik pengiraan, maka semua ini sudah cukup untuk maju ke arah mencipta antara muka otak-komputer yang sempurna dalam definisi moden mereka. Jika kita bercakap secara khusus mengenai penyelidikan dalam bidang ini di Rusia dan, khususnya, di makmal kami, maka kami amat memerlukan untuk membangunkan dan mengeluarkan pemproses dan cip khusus untuk melaksanakan antara muka otak-komputer dengan cara yang paling praktikal dan dalam masa nyata.
soalan:
Hanya seorang perempuan
Hello. Tolong beritahu saya, jika dalam keadaan meditasi yogi dapat mengawal bioritma mereka, adakah ini bermakna dalam kes, contohnya, kerosakan otak, mereka dapat menguasai dan menggunakan BCI dengan lebih cepat dan lebih berjaya daripada mereka yang mempunyai tidak pernah berurusan dengan meditasi?
Jawapan:
Kaplan Alexander Yakovlevich
Kebolehan ialah kecenderungan genetik yang diberikan atau diperoleh seseorang untuk terlibat dalam aktiviti tertentu dalam erti kata yang luas: daripada membuat najis kepada mencipta teori saintifik. Beberapa kebolehan ini menentukan keupayaan seseorang untuk mendengar dirinya sendiri, kepada keadaan fizikal dan mentalnya. Sudah tentu, kemahiran ini lebih berkembang dalam orang yang terlibat secara sistematik dalam amalan meditasi dan oleh itu diberi lebih banyak peluang untuk menguasai teknologi BCI. Walau bagaimanapun, yang sepadan kajian perbandingan. Kami baru mula mengkaji corak pembentukan sebenar kemahiran kerja manusia dalam litar BCI. Kami menjangkakan bahawa penggunaan simulator berasaskan BCI akan membangunkan keupayaan seseorang untuk mengawal tubuhnya, keadaan mentalnya, dan mengawal dirinya dalam erti kata yang luas.
soalan:
TLD
Alexander Yakovlevich, selamat petang. "IMC" kedengaran sangat bagus, terutamanya dalam kombinasi dengan "membantu orang kurang upaya"... "Inovasi"... kemasyhuran... dan semua akibat yang berikutnya. Tetapi sebenarnya - keupayaan untuk mengawal EEG anda sendiri - mengapa? Jadikan otak lebih plastik? Mampu mengawal emosi? Richard Davidson berusaha untuk membuat orang lebih bahagia (walaupun dengan bantuan meditasi) - dan apa yang dia lakukan? Adakah mungkin untuk membahagiakan seseorang secara buatan? Dengan menukar biocurrents otak anda sendiri, adakah mungkin untuk mengawal emosi anda sendiri? Keinginan? Adakah mungkin untuk belajar "memerintah" diri anda untuk mencintai atau membenci? Untuk gembira atau sedih? Dan bukankah orang seperti itu akan berubah menjadi makhluk yang tidak berjiwa pada masa hadapan? Pada asasnya robot? Dan bukankah ini kemerosotan asas individu, dan pada masa yang sama masyarakat? Terima kasih.
Jawapan:
Kaplan Alexander Yakovlevich
Anda telah menyatakan dengan betul harapan utama kami dalam mencipta BCI yang sempurna untuk orang yang sihat: untuk memberi mereka simulator sebenar untuk pelbagai mekanisme otak. Apa yang sudah lama kita biasakan dari segi melatih badan - kecergasan badan - kini datang ke rumah kita dari segi melatih otak - kecergasan otak.
Bayangkan, beberapa ketidakcukupan dalam fungsi lobus frontal korteks serebrum telah ditemui - menurut neuropsikologi moden, ini akan membawa kepada pelanggaran kawalan kehendak, defisit perhatian, dan hiperaktif. Untuk mengelakkan akibat sedemikian, mari kita cuba litar pintas aktiviti elektrik kawasan otak ini melalui latihan permainan - kita akan mendapat simulator yang menyenangkan untuk aktiviti mekanisme otak yang lemah. Dalam erti kata yang lebih luas, ia adalah latihan kawalan diri. Saya sedang berkhayal sedikit sekarang, memandangkan penyelidik baru menghampiri pembangunan BCI tersuai sendiri, tetapi saya menunjukkan arah kerja yang sangat spesifik yang telah pun bermula dalam bidang BCI.
Bagi soalan sama ada BCI akan membuat seseorang lebih bahagia, jawapan saya ialah: mereka tidak akan. Yang menggembirakan seseorang hanyalah apa yang ada di dalam kepalanya, bukan apa yang ada di luar. Dalam keadaan apa pun BCI tidak boleh memperkayakan dunia dalaman seseorang; mereka hanya akan menjadi salah satu alatnya untuk menguasai dunia luar dan untuk mengawal diri.
soalan:
kemenangan
Alexander Yakovlevich, kini teknologi BCI masih mampu menguasai tahap pemahaman intipati neurofisiologi proses. Tetapi esok kemungkinan sains dan teknologi akan dapat mempengaruhi malah mengawal aktiviti mental dalam sistem komputer-otak. Adakah anda bersetuju?
Jawapan:
Kaplan Alexander Yakovlevich
Teknologi BCI, mengikut definisi, direka untuk menghantar arahan mental terus dari otak ke peranti penerima atau penggerak luaran tanpa perantaraan otot. Teknologi ini telah pun memerlukan dan akan terus memerlukan pembangunan penting penyelidikan neurofisiologi dan kognitif yang berkaitan. Perkara asas di sini ialah, walaupun penyertaan dalam teknologi kaedah ini untuk merekodkan bioarus otak, tidak ada perbincangan tentang membaca minda. Di sini analoginya lebih dekat dengan pakar yang baik meneka keadaan enjin dengan bunyinya.
Bagi kawalan teknogenik aktiviti mental manusia, ini adalah bidang yang sama sekali berbeza di mana kedua-dua cara multimedia untuk menghantar dan menyampaikan maklumat dan teknik individu untuk mengawal dan merawat dengan perkataan telah lama paling berjaya. Adalah penting untuk diperhatikan bahawa menurut konsep teori moden dan data eksperimen dari sains otak manusia, walaupun pada masa depan yang jauh ia tidak akan dapat disambungkan ke otak dengan apa-apa cara. kabel data untuk mengawal jiwa.
soalan:
Makrofaj
Alexander Yakovlevich yang dihormati.
"Keadaan kuasi-pegun otak" adalah sama dengan "pautan fleksibel" yang diterangkan oleh N.P. Bekhtereva, yang mengimpikan "telepati teknikal - "(membaca proses pemikiran) dan menghabiskan banyak masa untuk mencari korelasi otak dengan manifestasi mental tanpa kejayaan.
Iaitu, pengkhususan neuron bukan sahaja pencetus (ditemui oleh Rusia dan berjaya dibangunkan oleh Amerika. Neuron - pencetus - neuron perintah yang hanya melancarkan program motor, tetapi tidak mengambil bahagian dalam pelaksanaan selanjutnya.)
Hari ini, aktiviti otak dan, dengan itu, program motor - nisbah aktiviti neuron motor, berlaku di satu kawasan otak, esok ia akan menjadi kawasan yang sama sekali berbeza yang direkodkan oleh Antara Muka EEG - peralatan akan memerlukan konfigurasi semula yang berterusan. Bagaimanakah anda akan cuba menangkap yang sukar difahami? Konfigurasi semula yang berterusan dan menyusahkan sangat memakan masa dan, oleh itu, memerlukan kos yang tinggi.
Semoga anda berjaya. :)
Jawapan:
Kaplan Alexander Yakovlevich
Saya tidak berjanji untuk mentafsirkan apa itu "pautan fleksibel" menurut N.P. Bagi idea kami tentang kewujudan keadaan metastabil sistem saraf, maka ia adalah berdasarkan fakta eksperimen semata-mata bahawa elektroensefalogram manusia kelihatan seperti satu set bahagian kuasi-pegun yang dipisahkan oleh tempoh peralihan jangka pendek di antara mereka. "Ia kelihatan" bermakna bahawa statistik yang keras (dan banyak perkara telah dilakukan pada set ini bersama-sama dengan ahli matematik) mengesahkan struktur EEG ini. Sekiranya terdapat tempoh EEG kuasi-pegun, maka kita tidak boleh menafikan diri kita sendiri hipotesis tentang kewujudan keadaan kuasi-stabil sistem saraf yang sepadan. Itu sahaja, kami tidak menulis tentang sebarang kaitan aktiviti mental dalam kes ini. Sila lihat dengan lebih terperinci dalam ulasan dan artikel saya, versi teks penuh yang disiarkan di tapak web kami.
Artikel kami juga tidak menerangkan cara antara muka dikonfigurasikan ciri individu EEG, i.e. pekali pengelas EEG ditemui. Ringkasnya, ini dilakukan hanya dalam 2-4 minit, dan seterusnya tidak memerlukan pelarasan selama beberapa bulan, kerana pekali yang diperoleh tidak boleh berubah dengan ketara dalam tempoh umur yang sama. Seperti yang anda lihat, kami menangkap sesuatu yang agak halus. Ngomong-ngomong, kami bukan yang pertama, dan kami bukan yang terakhir - teknologi BCI yang serupa kini cukup terkenal, ia hanya soal kerumitan memahami intipati neurofisiologi proses dan keanggunan algoritma.
soalan:
Kompshmarik Victor
Kemanusiaan tidak kekurangan orang kurang upaya... dan saya adalah salah seorang daripada mereka, dan saya benar-benar mahu setiap individu mempunyai peluang untuk menguruskan beribu-ribu terabait memori komputer seolah-olah mereka sendiri. Malangnya, akibat pelaksanaan mungkin tidak begitu cerah seperti yang saya inginkan, tetapi prospeknya... Saya harap kerja anda akan membawa kepada ini lambat laun.
Jawapan:
Kaplan Alexander Yakovlevich
Terima kasih kerana menyokong. Ya, selalunya jalan ke matlamat yang sangat dihargai yang anda rasa hari ini jauh dari dekat. Dan hasil kerja mungkin mengecewakan pada mulanya. Teknologi antara muka otak-komputer memerlukan lebih banyak kerja. Tetapi marilah kita berserah kepada belas kasihan kebijaksanaan Timur bahawa seseorang tidak boleh mencipta sesuatu yang lambat laun dia tidak akan dapat melakukannya.
soalan:
Dmitry V.
Hello, Alexander Yakovlevich. Apakah kesukaran bekerja di BCI, apakah kesukaran yang dihadapi oleh makmal?
Jawapan:
Kaplan Alexander Yakovlevich
Beberapa ketika dahulu, kesukaran utama dalam bekerja pada topik antara muka otak-komputer adalah pembangunan teori dan eksperimen yang tidak mencukupi bagi masalah tersebut. Pada masa ini, asas teori dan eksperimen yang tersedia untuk penyelidik dan, khususnya, di makmal kami jauh lebih awal daripada kesediaan yayasan awam dan swasta untuk memperuntukkan dana yang mencukupi untuk menjalankan kerja pembangunan akhir, sebagai contoh, untuk mencipta tangan prostetik biomekanikal, untuk memindahkan sebahagian besar permainan komputer sedia ada untuk mengawal "kuasa pemikiran", untuk mencipta sistem perubatan pemulihan orang kurang upaya, untuk pembangunan sistem kecergasan otak untuk melatih ingatan, perhatian, pemikiran operasi, dsb.
soalan:
Denis
Apakah spesifikasi sistem yang digunakan secara langsung untuk berkomunikasi dengan otak? Penderia, kelajuan, pemproses, papan khusus atau terus ke dalam komputer? Adakah mungkin untuk mengenali pergerakan tangan dan kaki? Itu. seperti konsol permainan Kinnekt (tetapi pengecaman visual berlaku di sana) atau jenis sarung tangan (tetapi sensor pada sarung tangan yang perlu dipakai).
Jawapan:
Kaplan Alexander Yakovlevich
Teknologi BCI sangat mudah dalam struktur: a) sistem elektrod, i.e. elektrod dipasang dalam satu cara atau yang lain pada kepala untuk membaca potensi bio; b) penguat biopotensi berbilang saluran ialah bahagian paling kritikal BCI, kerana penguat ini mesti mempunyai tidak lebih daripada 1 µV hingar puncak ke puncak pada input terpendek dalam jalur sehingga 75 Hz, dan juga mesti mempunyai tinggi impedans masukan(sehingga 1 gOhm) dan pekali penindasan yang mencukupi bagi gangguan mod biasa (sehingga 120 dB); c) penukar analog-ke-digital berkelajuan tinggi sekurang-kurangnya 16 bit dan, sudah tentu, d) perisian, di mana modul utama ialah pengelas corak EEG.
Bagi kemungkinan mengenali pergerakan tangan, atau, secara lebih luas, pergerakan badan, ekspresi muka dan manifestasi kemahiran motor lain pada seseorang, ini hanya masalah keperluan, kekuatan dan cara. Semuanya boleh.
– Apakah itu neuroteknologi?
– Neuroteknologi adalah gabungan kaedah terkini dan alat yang dicipta dengan menggabungkan pengetahuan daripada sains otak dengan kemajuan dalam bidang sains komputer, sibernetik, mekatronik, sains bahan, yang menyumbang kepada pemerolehan pengetahuan baharu tentang otak, dan juga membolehkan kita memulihkan, memelihara dan meningkatkan sumbernya. Secara konvensional, semua neuroteknologi boleh dibahagikan kepada "analisis maklumat" dan "perubatan-biologi", yang, tentu saja, berkait rapat antara satu sama lain. Jika yang pertama ditujukan terutamanya untuk "mengekstrak" maklumat tentang otak, maka yang kedua bertujuan untuk menggunakan maklumat ini untuk mengoptimumkan aktivitinya. Sebagai contoh, menggunakan tomograf resolusi tinggi, sesetengah saintis membina peta struktur otak yang sangat tepat dan hubungan fungsinya, yang lain membangunkan kaedah canggih untuk menghantar ubat atau instrumen mikro ke kawasan yang terjejas, yang lain menggunakan teknik biokimia untuk mencipta pendekatan kepada diagnosis awal. penyakit otak, dsb. , dalam satu perkataan, penghantar neuroteknologi keseluruhan sedang dibina. Dan bilangan penghantar sedemikian meningkat mengikut urutan magnitud setiap tahun. Setiap daripada mereka, semasa mereka bekerja, bukan sahaja "menyembuhkan" atau "memulihkan" otak, tetapi juga mengkajinya.
Masanya telah tiba apabila jumlah data mengenai aktiviti otak telah melebihi sebarang had keupayaan manusia untuk menangkap dan menganalisisnya secara serentak. Longsoran data baharu mula membanjiri saintis pelbagai kepakaran, daripada ahli biologi kepada ahli astrofizik. Adalah wajar bahawa saintis, terutamanya ahli matematik, perlu membangunkan pendekatan khas untuk menganalisis apa yang dipanggil "data besar", yang tidak lagi boleh menerima analisis mendalam walaupun dengan penggunaan mesin berprestasi tinggi. Ini boleh difahami; sehingga baru-baru ini, mesin hanya membantu memproses dan mengumpulkan data, dan penubuhan hubungan di antara mereka adalah hasil pandangan para saintis. Satu keseluruhan sains analisis data telah muncul ( Inggeris saintis data), yang menangani masalah analisis, pemprosesan dan pembentangan data dalam bentuk digital. Dengan pengumpulan pengetahuan tentang otak, tidak hairanlah bahawa kaedah komputer baru untuk mengekstrak maklumat bermakna daripada aliran data telah mula dibina berdasarkan model pemprosesan data semula jadi dalam otak manusia. Sebagai contoh, salah satu kaedah yang paling maju analisis mesin data telah menjadi kaedah neuroteknologi yang dipanggil pembelajaran mendalam ( Inggeris pembelajaran yang mendalam), apabila rangkaian elemen pengkomputeran mudah mencari corak dalam data besar, sentiasa membina semula strukturnya sehingga mereka mendapat hasilnya.
– Apakah projek penyelidikan otak terbesar?
– Mungkin penyelidikan terbesar di Dunia Lama ialah projek “Otak Manusia” ( Inggeris Projek Otak Manusia (HBP), yang diasaskan pada 2013 di Switzerland dan menyatukan ratusan saintis dari 24 negara dan 116 institusi rakan kongsi. Projek HBP bertujuan untuk mencipta model otak manusia pertama di dunia dan tidak pernah berlaku sebelum ini dalam skala dan bajet ($1.6 bilion).
Mengikuti Eropah, Amerika Syarikat juga telah menyertai perlumbaan neuroteknologi dengan projek BRAIN Initiative (Penyelidikan Otak melalui Memajukan Neuroteknologi Inovatif), dengan anggaran kira-kira $4 bilion. Projek ini bertujuan untuk mencipta "sambungan berfungsi" - peta hidup aktiviti sistem saraf dalam masa nyata.
China, Jepun dan beberapa negara lain juga tidak terlepas daripada usaha neuroteknologi.
– Adakah kajian serupa dijalankan di negara kita?
– Penemuan saham terbesar di ufuk neuroteknologi Rusia ialah arah Neuronet dalam rangka Inisiatif Teknologi Kebangsaan (https://asi.ru/nti/), yang dilaksanakan terutamanya oleh Agensi Inisiatif Strategik. Menurut inisiatif ini, dalam tempoh 20 tahun akan datang, pembangunan komprehensif neuroteknologi dalam pelbagai bidang, dari perubatan hingga permainan komputer, akan menjadi salah satu keutamaan dasar negara negara kita.
Neuronet telah pun mengeluarkan projek mega neuroteknologi pertamanya CoBrain. Tidak seperti projek asing yang saya bincangkan, CoBrain akan menumpukan pada mencari cara untuk memulihkan, memelihara dan mengembangkan sumber otak manusia, terutamanya melalui penyepaduan ergonomiknya ke dalam teknosfera. Projek itu akan menyatukan berpuluh-puluh makmal, yang mana datanya akan dikumpulkan asas tunggal. Pelaksanaan projek itu akan dijalankan oleh saintis dan organisasi terkemuka di Persekutuan Rusia, khususnya -.
– Dalam bidang apakah neuroteknologi paling diminati?
– Pertama sekali, ini adalah perubatan dan farmakologi. Pertama, "pelanggan" kami ialah mereka yang menghidap multiple sclerosis, yang menjejaskan membran gentian saraf otak dan saraf tunjang, serta penyakit Alzheimer, yang membawa kepada kehilangan ingatan, gangguan pertuturan dan penurunan kognitif dan biasanya berkembang pada usia yang lebih tua. orang ramai. Apabila populasi dunia semakin meningkat, bilangan orang yang sakit meningkat. Malangnya, ubat-ubatan moden hanya boleh mengurangkan gejala penyakit, tetapi tidak membalikkannya. Mencari penawar untuk demensia nyanyuk adalah salah satu tugas utama neurofarmakologi.
Tetapi mencari ubat tidak mencukupi; ia masih perlu dihantar ke kawasan otak tertentu. Apabila seseorang mengambil pil, bahan aktif diedarkan ke seluruh badan, menjejaskan bukan sahaja "sasaran", tetapi juga organ lain. Kadangkala kesan sampingan yang tidak menyenangkan daripada ubat adalah lebih besar daripada faedah, dan rawatan perlu dihentikan. Oleh itu, tugas kita adalah untuk mencari bukan sahaja cara, tetapi juga kaedah untuk menyampaikannya kepada sasaran.
Satu lagi kumpulan orang yang neuroteknologi boleh menjadikan hidup mereka lebih mudah adalah pesakit yang telah kehilangan keupayaan untuk bergerak, bercakap, dan kadang-kadang kedua-duanya. Statistik mengatakan bahawa 400-500 ribu strok berlaku di Rusia setiap tahun. Ramai pesakit yang telah mengalami kemalangan serebrovaskular akut masih hidup, tetapi tidak memulihkan sepenuhnya fungsi motor. Di samping itu, kehilangan pertuturan atau keupayaan untuk mengawal tubuh seseorang boleh berlaku akibat kecederaan otak traumatik, dan lain-lain. Ternyata dua hingga tiga juta orang memerlukan bantuan kita. Pesakit sedemikian malah kehilangan peluang bukan sahaja untuk bergerak, tetapi juga untuk berkomunikasi.
Nasib baik, di seluruh dunia dan di Persekutuan Rusia, kerja telah mula mencipta neuroteknologi untuk hubungan dengan otak manusia untuk menghantar arahannya terus kepada penggerak: pemacu kerusi roda, peranti percetakan, alat kawalan jauh perkakas rumah - ini adalah apa yang dipanggil antara muka "otak-komputer".
Di makmal saya di Universiti Negeri Moscow. M.V. Lomonosov, sebagai contoh, antara muka saraf telah pun dicipta untuk menaip teks pada skrin komputer tanpa bantuan pergerakan, terus dari otak, berdasarkan biopotensi penyahkodan yang direkodkan dari permukaan kepala. Salah seorang pelajar siswazah saya membangunkan kawalan otak langsung untuk kerusi tegak yang boleh menggerakkan pesakit lumpuh ke kedudukan tegak. Ia cukup untuk pesakit sedemikian untuk memberikan arahan mental, dan isyarat yang ditafsirkan dalam biopotensi akan memulakan motor yang sepadan. Sekarang pesakit tidak perlu meminta seseorang untuk menekan butang menegak - dia akan melakukannya dengan usaha mentalnya sendiri.
Kini kami merancang untuk menyediakan kawalan mental kepada "rumah pintar", yang mungkin juga mendapat permintaan dalam kalangan orang yang sihat.
– Adakah peranti saraf mampu membaca sebarang pemikiran?
– Para saintis mempunyai pendapat yang berasas bahawa pemikiran, pada dasarnya, tidak boleh dibaca berdasarkan analisis aktiviti elektrik otak. Ini tidak menghairankan; potensi bio otak hanyalah gema daripada keadaan otak yang umum, terutamanya emosi, tetapi bukan "kod Morse" pemikiran yang boleh dihuraikan dengan kunci yang sesuai. Walaupun kita menggunakan dua ratus elektrod pada kepala subjek, dua ratus lengkung biopotential ini tidak akan dapat membezakan antara imej mental oren dan lokomotif wap.
– Dalam bidang apa, selain perubatan dan farmasi, makmal anda terlibat dalam penyelidikan saraf?
Dengan bantuan neuroteknologi berdasarkan rakaman biopotensi otak, kami telah belajar untuk menangkap representasi mental pergerakan, sebagai contoh, niat untuk mengangkat tangan kanan atau kiri, atau menggerakkan kaki. Jika anda mula-mula melatih algoritma untuk mengklasifikasikan keadaan ini, ia kemudiannya boleh digunakan untuk mengesan 3-4 niat ini semasa rakaman berterusan aktiviti elektrik otak. Antara muka yang serupa boleh disesuaikan untuk mengawal perkakas rumah, manipulator dan simulator fungsi motor. Projek NeuroChat kami baru sahaja dilancarkan. Ia bukan untuk rawatan, bukan untuk pemulihan - ini bukan ubat. Tetapi ia adalah untuk berjuta-juta orang yang, atas satu sebab atau yang lain, telah kehilangan keupayaan untuk berkomunikasi. Ini adalah projek sosial yang, dengan bantuan kemajuan terkini dalam neuroteknologi, akan membolehkan orang sedemikian menyambung ke rangkaian sosial melalui usaha mental. Tidak ada mistik di sini; Saya telah bercakap tentang neurokomunikator berdasarkan rakaman potensi bio otak. Kami mempunyai beberapa yang terbaik di dunia.
– Dengan prinsip apakah anda memilih pelajar siswazah?
– Saya tidak mempunyai sebarang prinsip khas untuk memilih pelajar siswazah. Saya menandatangani perjanjian kerjasama lisan dengan pelajar selama satu tahun. Tempoh ini cukup untuk seseorang memahami sama ada dia suka belajar neuroteknologi dan sama ada dia dapat menunjukkan minatnya dalam subjek itu. Sebagai contoh, semua pelajar siswazah saya bekerja dengan komputer, tetapi saya amat berminat dengan pelajar yang meluangkan masa untuk memikirkan mengapa program tidak berfungsi atau mengapa terdapat ralat dalam data. Untuk melakukan ini, anda tidak perlu menjadi seorang pengaturcara atau ahli matematik, cukup untuk mempunyai kemahiran penyelidikan saintifik. Pengetahuan bahasa Inggeris juga penting, kerana sebahagian besar artikel ilmiah ditulis dalam bahasa ini.
Perjanjian kami berfungsi dua arah: selepas setahun, pelajar boleh mengatakan bahawa dia tidak menyukainya, dan dia boleh berpindah ke makmal lain dengan mudah. Ada juga keanehannya, kita tidak ada kebolehan untuk perform kerja pendidikan. Semua pelajar sarjana dan siswazah bekerja dan belajar mengenai projek sebenar, dan saya, sudah tentu, menasihati dan menyokong mereka.
– Adakah neuroteknologi akan mendapat permintaan dalam masa terdekat?
– Saya fikir permintaan untuk pembangunan saraf akan meningkat. Masalahnya ialah pasaran belum biasa dengan produk baru tersebut. Ini boleh difahami. Pada suatu masa dahulu, lokomotif wap kelihatan seperti inovasi yang tidak berguna, kerana untuk bergerak, ia memerlukan rel, tetapi ia belum wujud lagi. Rel sedang dipasang untuk lokomotif. Ini nampaknya akan berlaku dengan neuroteknologi. Hanya saintis dan wartawan harus meletakkan landasan untuk mereka. Kita perlu bercakap dan menulis lebih lanjut tentang peranti saraf dan menunjukkan kerja mereka. Orang ramai akan merasakan faedahnya, bidang yang paling diminati akan muncul, dan teknologi neuro akan menjadi permintaan yang meluas. Sama ada ia akan menjadi "lokomotif" sebenar atau sama ada ia ditakdirkan untuk peranan alat bantu, masa akan menentukan.
– Apakah acara yang ada untuk mempopularkan neuroteknologi?
– Pertandingan Cybathlon sedang diadakan di Zurich - sesuatu yang serupa dengan Sukan Paralimpik, hanya bukan untuk kepentingan sukan, tetapi untuk mencari dan menguji teknologi terbaik untuk pelbagai jenis pesakit. Para peserta menggunakan pembangunan saraf negara mereka, jadi ini bukan sahaja pertandingan dalam kekuatan dan ketangkasan atlet itu sendiri, tetapi juga pertandingan dalam kualiti bioprostesis, exoskeleton dan kerusi roda dari pelbagai syarikat. Rusia mengambil bahagian dalam mereka dan mengambil tempat ke-4, ke-5 dan ke-6 daripada 12 tempat yang mungkin dalam pelbagai disiplin.
Cybatlon adalah acara yang menarik, tetapi, malangnya, ia diadakan hanya sekali setiap empat tahun, dan juga di luar negara. Di Rusia mereka memutuskan bahawa pertandingan seperti itu harus diadakan lebih kerap - sekurang-kurangnya sekali setiap dua tahun. Oleh itu, negara kita tidak lama lagi akan mempunyai pertandingan atlet sibernya sendiri yang dipanggil "Cybathlon", di mana orang dari seluruh dunia akan dapat mengambil bahagian.
– Apakah yang boleh dilakukan oleh pakar dalam neuroteknologi jika dia memutuskan untuk mencuba sesuatu yang baharu?
– Jika pakar ini telah membuktikan dirinya dalam pengaturcaraan, maka dia boleh mendapatkan pekerjaan sebagai pembangun atau pengaturcara untuk sebarang sistem kawalan atau pengecaman corak. Saya fikir ini kini lebih separuh daripada pasaran. Lagipun, dalam bidang IT mereka tidak melihat pada pendidikan, tetapi pada pengalaman praktikal. Jika ini adalah ahli neuroteknologi-neurofisiologi, maka dia akan berguna dalam mana-mana makmal neurofisiologi atau klinikal di mana otak dikaji.
– Apakah yang anda cadangkan untuk membaca kepada pelajar sekolah yang ingin mengetahui lebih lanjut tentang neuroteknologi?
– Saya berpendapat bahawa penting bukan buku mana yang disyorkan, tetapi sikap pembaca terhadap kandungan buku itu. Saya akan mengesyorkan dengan perhatian istimewa mendekati idea sambil memikirkan bagaimana sesuatu idea itu boleh diuji. Buku yang bagus sentiasa mengandungi kedua-duanya dalam perkadaran yang betul. Terdapat beberapa buku yang semua pelajar sarjana dan siswazah saya suka membaca.
- "Otak Hidup", Grey Walter;
- "Bagaimana kita melihat apa yang kita lihat", Vyacheslav Demidov;
- "Otak manusia. Dari akson ke neuron" Isaac Asimov;
- Otak, Minda dan Tingkah Laku, Floyd Bloom, Arline Leiserson, Laura Hofstadter;
- Otak dan Mesin Pengkomputeran, Alex M. Andrew;
- "Otak saya. Struktur, prinsip operasi, pemodelan”, Yuri Kosyakov;
- Otak dan Jiwa, Chris Frith;
- “Evolusi manusia. Monyet. Neuron dan jiwa”, Alexander Markov;
- “Otak yang terlalu sarat. Aliran maklumat dan had memori kerja”, Torkel Klingberg;
- "Keanehan Otak Kita" oleh Stephen Juan;
- "Seluruh kebenaran tentang otak. Neurologi Popular”, Spitzer Manfred;
- “Cermin dalam otak. Mengenai mekanisme tindakan bersama dan empati”, Giacomo Rizzolatti;
- “Kecerdasan. Bagaimana otak anda berfungsi”, Konstantin Sheremetyev;
- "Rahsia Otak Kita, atau Mengapa Orang Pintar Melakukan Perkara Bodoh" oleh Sandra Aamodt, Sam Wong.
Temu bual dengan Doktor Sains Biologi, Profesor A.Ya. Kaplan
- Bilik kayu
Disebabkan minat besar komuniti IT berbahasa Rusia dalam topik seperti antara muka neuro-komputer dan penyelidikan praktikal dalam bidang ini, editor majalah PROGRAMMIST menemu bual Doktor Sains Biologi, Profesor A.Ya. Kaplan.
Pakar Psikofisiologi, Doktor Sains Biologi, Profesor, Ketua Makmal Neurofisiologi dan Antara Muka Komputer Otak (NNCI)
Fakulti Biologi, Universiti Negeri Moscow dinamakan sempena M.V.
Alexander Yakovlevich Kaplan
Editorial: Hello, Alexander Yakovlevich. Sebagai permulaan, beritahu kami sedikit tentang diri anda, siapa anda, dari mana anda, keluarga, anak-anak?
Alexander: Semuanya seperti orang lain, baik keluarga mahupun anak-anak. Tempat kerja: dari zaman pelajar hingga ke hari ini, perkara yang sama - Jabatan Fisiologi Manusia, Fakulti Biologi, Universiti Negeri Moscow dinamakan sempena M.V.
Editorial: Mengapa anda menghubungkan aktiviti anda dengan sains?
Alexander: Ia berlaku. Saya bermula dengan membuka jam penggera, kemudian kompas... dan begitulah, sekarang, inilah otak manusia.
Editorial: Bilakah antara muka yang pertama muncul?
Alexander: Percubaan pertama bermula pada 1980-an di Jerman untuk membantu orang lumpuh sepenuhnya mengawal kerusi roda dan berkomunikasi. Orang seperti itu tertutup dalam diri mereka sendiri dan tidak mempunyai peluang untuk menghubungi dunia otak mereka yang hidup dilucutkan dari jalan keluar ke luar. Mula-mula, mereka diajar untuk menggerakkan kursor pada monitor komputer dan menjawab "ya" atau "tidak." Kemudian cara ditemui untuk membenarkan penulisan: apabila surat yang dimaksudkan oleh pesakit muncul pada monitor, puncak yang lebih jelas muncul pada EEG. Tetapi di sini masalah kelajuan menulis timbul. Dan kami juga sedang mengusahakannya.
Editorial: Bagaimanakah projek itu terhasil, idea siapa yang asas?
Alexander: Jika anda bercakap tentang projek antara muka otak-komputer BCI, maka ini adalah kesinambungan semula jadi dari perkembangan kami dalam penyahkodan EEG. Saya ingin menyemak sejauh mana kita memahami sifat gema elektrik aktiviti otak yang boleh dirakam terus dari permukaan kulit kepala. Soalan Utama: adakah seseorang itu dapat mengawal ciri-ciri EEG, yang mana tepat dan seberapa cepat. Jadi pada mulanya kami secara langsung mengaitkan perubahan ciri-ciri ini dengan enjin RGB monitor komputer. Subjek tidak dimaklumkan tentang butiran kajian ini. Ternyata peralatan teknikal ini membolehkan otak memilih warna pilihannya secara literal "dengan kuasa pemikiran" dan tanpa pengetahuan pemilik otak itu sendiri. Semuanya bermula dengan penerbitan artikel mengenai topik ini dalam International Journal of Neuroscience pada tahun 2005. Kemudian kami pergi, mesin taip, mesin taip, teka-teki, penyemak imbas, dan kini kami mengambil projek manipulator terkawal pemikiran, permainan komputer.
Editorial: Siapa lagi yang mengusahakan projek IMC?
Alexander: Berpuluh-puluh makmal telah beroperasi di luar negara selama kira-kira 15 tahun. DALAM tahun lepas Di Rusia, beberapa pasukan muncul yang bermula dengan projek IMC.
Prof. A.Ya. Kaplan sedang menjalankan satu lagi ujian antara muka otak-komputer, mengawal kereta mainan. Perubahan EEG yang dikaitkan dengan arahan mental ditafsirkan oleh komputer riba dan dihantar ke mesin.
Editorial: Sumber pembiayaan untuk projek IMC?
Alexander: Antara yang paling terkenal: Yayasan Penyelidikan Asas Rusia (RFBR dan Yayasan Bortnik untuk Bantuan kepada Pembangunan Perusahaan Kecil).
Editorial: Rakan sekerja asing mungkin berminat? Adakah karya anda dikelaskan?
Alexander: Kerja kami adalah selaras dengan trend global penyelidikan sivik dalam bidang ini, yang menyediakan pertukaran maklumat percuma melalui jurnal dan persidangan saintifik. Tidak ada rahsia dalam kerja kami. Benar, kami cuba mendapatkan paten.
Editorial: Adakah tentera kita menunjukkan minat terhadap IMC?
Alexander: Saya tidak tahu banyak tentang ini, walaupun, tidak syak lagi, dalam bidang ini dan dalam bidang mencegah aktiviti anti-sosial dan anti-pengganas, ia juga mungkin untuk merealisasikan potensi teknologi BCI, yang oleh mereka kerja alam dengan niat manusia dimanifestasikan pada peringkat EEG.
Editorial: Penderia buatan domestik untuk BCI?
Alexander: “Penderia untuk BCI” ialah laluan keseluruhan: daripada elektrod kepada penterjemah arahan untuk penggerak. Sudah tentu, elemen elektronik adalah asing, yang paling moden, kami juga menggunakan probe, tetapi gambar rajah litar untuk sambungannya dan semua algoritma dan program, sudah tentu, adalah milik kami. Oleh itu, "Penderia untuk BCI" jelas adalah pengeluaran domestik. Tetapi jika kita mengkomersialkannya, ternyata model sedia ada kita mesti dihantar "untuk kerja semula" di suatu tempat di China...
Editorial: Adakah anda mempunyai sebarang penerbitan? Mana kalau bukan rahsia?
Alexander: Ia tidak boleh menjadi rahsia. Penerbitan sebenarnya adalah satu-satunya dokumentasi pelaporan seorang saintis! Sudah tentu, kami mempunyai penerbitan dalam penerbitan saintifik tempatan terkemuka dan dalam jurnal asing profil yang berkaitan. Lihat di laman web kami
brain.bio.msu.ru semuanya disediakan untuk rakan sekerja dan profesional pemula.
Editorial: Apakah projek lain yang anda terlibat?
Alexander: Sebagai tambahan kepada beberapa projek dengan IMC, kami terus belajar mekanisme asas otak, sifat beberapa patologinya, kami cuba memajukan pengetahuan kami tentang otak dalam mencipta generasi baharu rangkaian sosial Internet.
Editorial: Apakah kesusasteraan yang anda cadangkan kepada ahli fizik bioengineer yang bercita-cita tinggi?
Alexander: Pribram K. Languages of the brain, Wooldridge D. Mechanisms of the brain, G. Walter Otak yang hidup, D.J. DiLorenzo Neuroengineering, T.W. Berger et al. Antara Muka Otak-Komputer: Penilaian antarabangsa terhadap trend penyelidikan dan pembangunan.
Editorial: Apakah yang akan anda ubah atau perbaiki dalam institut sains domestik moden?
Alexander: Semakan antarabangsa mandatori permohonan untuk projek saintifik.
Saya akan menarik perhatian kepada keperluan bukan sahaja untuk mengepam sains dengan wang dan membina institusi baru, tetapi untuk mewujudkan infrastruktur yang optimum untuk sains supaya wang dan institusi berfungsi dalam tempat yang betul, V masa yang betul dan telah diberikan sokongan maklumat.
Editorial: Bagaimanakah pengetahuan tentang teknologi maklumat membantu dalam aktiviti saintifik?
Alexander: Pada masa ini ini adalah 75% kejayaan.
Editorial: Beritahu kami tentang hobi anda?
Alexander: Saya suka mengembara dunia dan... buat sains.
Editorial: Apakah rancangan anda untuk masa depan?
Alexander: Untuk menumpukan lebih banyak masa untuk kepentingan saya sendiri, dan semakin kurang untuk kerja yang ditauliahkan... Tetapi kerja yang ditauliahkan memastikan kepentingan ini sendiri - Saya mungkin akan mengambil projek tangan prostetik yang dikawal EEG... dan juga pada permainan komputer dikawal EEG.
Harapan bahan ini adalah menarik kepada anda dan, mungkin, akan menjadi dorongan untuk kajian neurofisiologi dan NCI.
