Устройства для чтения мыслей. Реальная ли эта технология
Rusbase
Реально ли чтение мыслей и как оно может изменить нашу жизнь
30 сентября 2019
Чтение мыслей или телепатия — способность передавать и принимать мысли, эмоции и образы на расстоянии, без сторонних средств, например, телефонов. Это давняя мечта человечества, о которой снимают фильмы и пишут книги. Но с 1882 года, когда термин «телепатия» был введен в Британском обществе психических исследований, ни один опыт не смог доказать, что это реализуемо. Поэтому мы считаем, что телепатии не существует.
«Чтение мыслей» возможно только благодаря науке и ее последним технологическим достижениям. Ученые разрабатывают устройства, которые способны считывать сигналы мозга и преобразовывать их в звуки и картинки, диагностировать заболевания и возвращать зрение и речь. Мы разобрались, как чтение мыслей изменит нашу жизнь, при чем тут нейросети и Илон Маск и какие разработки есть на российском рынке.
Ментализм
Применяя хитрые приемы, уловки и харизму, можно добиться эффекта «чтения мыслей». Этим давно пользуются фокусники или артисты, которых называют «менталистами». Один из самых известных — Дэвид Блейн. Он хоронил себя живьем, замораживал и «разгадывал» мысли людей на улицах. В СССР широкой популярностью пользовались выступления Вольфа Мессинга, в которых он находил спрятанные добровольцами предметы. Сам Мессинг описывал секрет своих фокусов как «мышечное чтение». Он считывал микродвижения человека и понимал, в какую сторону направлено его внимание.
Менталисты не могут понять чувства, угадать образ или воспоминание. Все представления сводятся к угадыванию карт, цифр или заранее спрятанных предметов, и ничего общего с телепатией не имеют. Ближе к этому подошли психологи, которые способны распознать эмоции, настроения или понять, что человек лжет.
Психология
На канале FOX с 2009 по 2011 шел сериал «Обмани меня».
По сюжету доктор Лайтман и его команда помогали в расследованиях, находя правду через анализ поведения преступников. Прототип главного героя — доктор Пол Экман. Он 30 лет занимается изучением лжи, работает с политиками, службами безопасности крупных компаний, полицией и ФБР.
Методика Экмана признана научным сообществом и основана на распознавании мимики и жестов. Экман проводил исследования пациентов больниц в США, посетил Японию, Аргентину, Бразилию, а также долго изучал аборигенов Папуа-Новая Гвинея. Везде он снимал выражения лиц людей на фото и видеопленку. Позже он изучал отснятый материал и пришел к выводу, что выражения лиц и жесты универсальны и указывают на эмоции и чувства человека.
После этого Экман разработал таксономию мышц лица. Это каталог движений мимических мышц — 43 движения (Action Units). Сочетания этих движений дают набор выражений. Суммарно таких выражений около 3000, каждое из которых соответствует различным эмоциям и чувствам. Все это Экман назвал «Системой кодирования лицевых движений» (Face Action Coding System, или FACS).
Источник: Fast Company
Систему Экмана используют для определения эмоциональных состояний, для диагностики шизофрении, депрессии и других заболеваний. Её применяют даже для анимации персонажей в фильмах. Например, Pixar воспользовалась каталогом, чтобы отрисовать эмоции персонажей в «Истории игрушек» и «Шреке».
Распознавание мимики и жестов — довольно точный метод определения лжи. Если человек говорит правду, то эмоции соответствуют словам. Если человек врет, то между словами и тем, что человек показывает лицом и руками, есть несоответствие. Например, преступник сообщает, что относился к жертве нейтрально, но на лице появляются признаки гнева, злости, ненависти, самодовольства. Через микроэмоции на лице и движения рук можно понять, что человек чувствует.
Чтение мыслей как считывание сигналов мозга
Мозг отвечает за все, что с нами происходит: дыхание, пищеварение, движения и память.
Он же ответственен за наши мысли и эмоции. Мысли и чувства — это электрические и химические сигналы, которые зарождаются в разных отделах мозга. Если не углубляться в структуру и говорить упрощенно, то, например, за сочувствие и сопереживания отвечает лобная доля, за вину — височная, а за страх миндалевидное тело.
Конечно, эмоции и чувства не зависят от работы лишь одной части мозга. Это сложная система, в которую включаются доли, кора, симпатическая система и другие отделы друг за другом и вместе. Хорошо и детально увидеть работу мозга позволяет магнитно-резонансная томография — МРТ.
Например, в книге Дика Свааба «Мы — это наш мозг» приводятся примеры, когда с помощью МРТ можно было опосредованно понять, о чем думает человек. Как это происходит? Во время процедуры МРТ пациенту показываются картинки, музыка, слова, цифры, фотографии людей, и регистрируется активность определенных долей. После сотен экспериментов на разных пациентах становится понятно, какие области и структуры мозга включаются и отвечают за разные образы и понятия.
Искусственный интеллект, МРТ и Big Data
На сегодняшний день накопилось много информации с МРТ-исследований: активность отделов и систем в ответ на разные раздражители, данные о деятельности мозга больных шизофренией, деменцией и другими заболеваниями, функционирование мозга при разных видах деятельности и состояниях, например, медитации. Все эти данные — это Big Data, которую можно обработать, чтобы понять, как человек мыслит.
Университет Карнеги-Меллон в Питтсбурге
Примерно так думали ученые из Университета Карнеги-Меллон в Питтсбурге (США). Они собрали разные данные МРТ-исследований и разработали алгоритм глубокого обучения нейронной сети для их анализа. Нейросеть интерпретирует сигналы мозга и выстраивает цепочку его активностей во время создания мыслей.
Мозг использует шаблоны в составе более сложных мыслительных реакций, чтобы выполнять свои задачи с наименьшими затратами энергии. Каждый раз, когда мы думаем о большом красном яблоке, в мозгу возникает одна и та же реакция — шаблон нейронных сетей и других структур.
Ученые загрузили данные о реакциях и их причинах в алгоритм, и на выходе получили каталог из 240 реакций мозга на отдельных людей, места или физические действия. Нейросеть научилась предсказывать, о чем думает человек, по показаниям МРТ. Точность предсказания составила 87%. Самое удивительное, что алгоритм смог провести операции в обратном порядке — когда получал данные о человеческом действии, создавал снимок МРТ.
Университет Киото
Американские ученые не одиноки, похожие исследования ведут их коллеги из Японии. В Университете Киото команда ученых обучила искусственный интеллект визуализировать мысли по данным МРТ. Японцы подошли к исследованию с той же идеей, что и команда Университета Карнеги-Меллон. В течение 10 месяцев они показывали трем испытуемым фотографии людей и животных, фигуры и буквы. За это время у испытуемых создавалась устойчивая реакция на объекты. Во время показа картинок учёные снимали показатели мозговой деятельности с помощью МРТ.
Позже испытуемых просили думать об этих картинках, также снимая показатели.
Исследователи собрали все данные и обучили на них нейросеть, которая научилась создавать буквы и даже картинки по результатам МРТ, которые ей скармливают. Точность воспроизведения довольно высокая. Некоторые изображения образов похожи на набор пикселей, а некоторые — как слегка размытая фотография оригинальной картинки.
Примеры изображений, сгенерированных нейросетью от команды учёных из университета Киото
Источник: CNBC
Как применить это в реальной жизни? На рынке уже существуют устройства, которые позволяют людям с проблемами зрения частично его вернуть. Например, Argus II от компании Second Sight. Это внешняя камера, видеопроцессор и набор электродов. Камера крепится к очкам, электроды вживляются в сетчатку и соединяются с камерой. Изображение с камеры поступает на встроенный видеопроцессор. Он обрабатывает сигнал и подает его на электроды для стимуляции оставшихся здоровых клеток сетчатки, которые создают изображение.
Протез помогает только людям с дистрофией сетчатки, полностью слепые не смогут им воспользоваться. Но это можно изменить, если доработать алгоритмы, над которыми работают в университетах Карнеги-Меллон и Киото, и внедрить их в устройства наподобие Argus II. Камера будет фиксировать изображение, отправлять на видеопроцессор, а алгоритм сможет стимулировать определенные участки мозга, чтобы он воспроизвел картинку.
Для этого также понадобится внедрение в мозг нейроимплантов.
Вживляемые устройства
В Калифорнийском Университете в Сан-Франциско ученые разработали нейроимплант и ПО, которые переводят мозговую активность человека в слова и предложения.
Имплант внедряют в мозг, в речевые отделы. Прибор фиксирует мозговую активность и передает её в программу. На выходе получается синтезированная речь. Для моделирования речи разработчики импланта исследовали активность мозга десятков подопытных и сравнивали данные с движениями голосового тракта во время этого.
В результате получилась виртуальная модель речевого аппарата каждого пациента. Смоделированные движения перевели в звуки.
За анализ данных и синтезирование речи отвечает нейронная сеть. Именно она расшифровывает команды мозга и преобразует их в голос. Исследователи использовали два алгоритма машинного обучения. Первый — декодер, который преобразует шаблоны мозговой активности, создаваемые во время речи, в движения виртуального голосового тракта. Второй — синтезатор, который превращает эти движения в синтетический голос пациента. Важно то, что все это происходит в реальном времени почти без задержек.
Приборы и программное обеспечение для «считывания мыслей» образуют вместе технологию Brain-Computer Interface (BCI) — нейроинтерфейсы. Посредством BCI мозг и электронные устройства обмениваются информацией.
Подобное устройство открывает большие перспективы. Можно создавать речевые аппараты для людей, которые не могут говорить, пациентов после инсульта или с параличем тела.
“
«Технология перевода мозговой активности в речь реальна и может выполнять то, что в научной фантастике называлось «чтением мысли». Современная наука позволяет буквально силой мысли управлять через компьютер манипуляторами и писать отдельные слова тем, кто лишен возможности говорить, посредством BCI. В этом направлении есть прогресс, но до массовости пока далеко».
Артур Биктимиров, врач-нейрохирург, Медицинский центр ДВФУ.
Ученые объединили знания в области нейробиологии, лингвистики и машинного обучения, чтобы помочь людям с нарушениям речи. Прибор, который они называют «нейронный декодер», поможет тем, кто пострадал от черепно-мозговых травм, инсультов и рассеянного склероза. Частые последствия этих болезней — неспособность говорить. Сейчас в этом помогают громоздкие устройства, которые считывают движения глаз. С новой разработкой такие устройства будут не нужны.
В этом направлении работает также Илон Маск.
В 2017 году он создал стартап Neuralink. Недавно он представил технологию, над которой стартап работал. Это устройство, которое вживляет в мозг гибкие «нити» в четыре раза тоньше волоса. Нити считывают сигналы с нейронов и передают в специальный чип. С него данные можно передать дальше по обычному протоколу USB-C. Если говорить максимально упрощенно, то разработка Илона Маска — это «USB-кабель и флешка» для считывания и хранения информации из мозга. Для вживления нитей требуется просверлить отверстие в черепе, а сами нити внедряются особым устройством, которое похоже на швейную машинку.
Разработку тестировали на крысах и обезьянах, а к людям приступят в 2020 году. Если все пройдет удачно, то «нити» помогут парализованным людям работать с компьютерами, телефонами и другой техникой «силой мысли». В идеальном сценарии изобретение станет новым средством связи — без телефонов, от головы к голове. Вот где настоящее чтение и передача мыслей на расстоянии.
Фото: Digital Trends
Похожая разработка от уже знакомого университета Карнеги-Меллон — проект нейроинтерфейса в виде носимого устройства для регистрации активности мозга и его стимуляции.
Устройство будет способно считывать сигналы нейронов без внедрения в мозг. Прибор можно будет использовать для лечения эпилепсии и болезней Альцгеймера и Паркинсона. Команда проекта уже получила грант в $19 миллионов на развитие.
Носимые нейроинтерфейсы
Над похожими целями с 2017 года работают в Facebook. В компании разрабатывают проекты, которые позволят переводить мысли в текст и управлять музыкой. Первый — это гарнитура, которое надевается на голову и считывает сигналы, подобно ЭКГ. Не используя клавиатуру, пользователи смогут печатать сообщения, блуждать по страницам в Facebook. Возможно в системе будут участвовать также AR-очки.
Второй — система, которые работает как МРТ: прослушивают мозг, используя волоконную оптику или лазеры для измерения изменений кровотока. Сейчас технология тестируется на добровольцах. Компания планирует представить прототип к концу года.
Еще один проект нейроинтерфейса — AlterEgo от MIT. Это устройство, которое крепится на челюсти и помогает человеку общаться с машинами без голоса или ввода команд другими способами.
Человек произносит команды про себя, а прибор считывает их посредством костной проводимости — похоже на чтение «про себя». Прибор распознаёт монолог и передает команды другим устройствам.
Похожее устройство, которое использует движения глаз — «Нейрочат». Это связка из нейрогарнитуры, которая крепится на голову, и ПО. Система гарнитуры отслеживает электрические сигналы мозга при движении глаз и набирает текст на экране компьютера. Пользователь концентрируется на букве или символе, мысленно выбирает объект и набирает слова.
«Нейрочат» разработан в России, уже получил патент и прошёл клинические испытания. Коммуникационная система компании даёт возможность людям с такими диагнозами как ДЦП, БАС, инсульт, рассеянный склероз, а также и различными нейротравмами общаться в сети с родными, друзьями, медицинским персоналом и другими людьми. По данным компании, сейчас системой пользуются уже более 300 человек и 29 медицинских и реабилитационных центров по всей России.
Нейрочат
Источник: Сколково
Над подобными устройствами также работают в российском Институте электронных управляющих машин им. И. С. Брука.
«Окулографический интерфейс»
Это устройство в чём-то похоже на «Нейрочат» — оно отслеживает движение глаз и понимает, на что смотрит человек. В аппарат встроено программное обеспечение, которое знает, что человек хочет сделать дальше: передвинуть объект, напечатать текст или закрыть вкладку. Разработка поможет в реабилитации инвалидов с проблемами движения и болезнями вроде ДЦП.
«Неинвазивный интерфейс «мозг-компьютер»»
У него те же цели, что и у предыдущего проекта, но работает он по другим принципам. С помощью сухих электродов прибор регистрирует электрические сигналы мозга и переводит их в команды компьютеру или другому устройству. Прибор имеет вид наушников, маленький вес и высокую точность регистрации. В перспективе устройство можно использовать с экзоскелетами, что позволит полностью или частично парализованным людям ходить.
Чтение мыслей реально, но это не главное
Разработки в области «чтения мыслей» открывают новые возможности в медицине. С помощью имплантов и алгоритмов машинного обучения люди с проблемами речи смогут говорить, парализованные люди — набирать текст в телефоне и компьютере, чтобы общаться. Настроив связь нейроинтерфейса с внешними устройствами, пожилые и лежачие больные смогут управлять бытовыми приборами, звонить родным и вызывать помощь при необходимости.
Связка нейроинтерфейс-бионический протез будет работать точнее и быстрее. Сейчас такие протезы считывают электрический потенциал мышц, которые сохранились на ампутированной конечности. Считывание сигналов мозга — гораздо более точный и надежный способ для управления протезами.
Более того, также, как электрический Тесла с автопилотом в перспективе может изменить культуру вождения, правила дорожного движения и саму индустрию автомобилестроения, нейроинтерфейсы могут изменить индустрию связи и формат нашего общения.
“
Широкое принятие и распространение нейроинтерфейсов будет зависеть от того, удастся ли разработать неинвазивное устройство, позволяющее считывать с мозга сигналы того количества и качества, которое достаточно для выполнения каких-то специфичных или даже повседневных задач. Мало кто захочет, условно говоря, делать себе дырку в голове, чтобы управлять своим компьютером без мышки и клавиатуры. То есть, если мы хотим, чтобы нейроинтерфейсы заменили нам наши органы – пальцы, руки, ноги, глаза, уши – они должны научиться получать и правильно и быстро обрабатывать такое же колоссальное количество нервной информации, что и наша нервная система.
Насколько это удастся сделать, не прибегая к вживлению устройства в тело, пока неясно. Если не удастся, то немедицинское применение нейроинтерфейсов ограничится стандартными, уже существующими направлениями, вроде отслеживания фаз сна или продуктивности. Если же все-таки удастся, то дальше открывается целый новый мир: невообразимые пока модели потребления, устройства, виды общения и, в конечном итоге, сингулярность.
Перенос своего сознания в сеть и вечная жизнь – пока сюжет научной фантастики, может таковым и остаться.
При этом, если мы говорим об инвазивных интерфейсах, то даже сейчас их возможности выглядят многообещающе, и, в основном, в медицинской сфере. С их помощью можно будет качественнее проводить реабилитацию пациентов с проблемами мозга и нервной системы, или хотя бы частично вернуть людям с ограниченными возможностями эти самые возможности по взаимодействию с окружающим миром. То есть, фактически, стать протезом части нервной системы. И здесь основной прогресс будет идти, как и с протезами конечностей, не только в наборе этих самых возможностей, не только в функциональности, но и в направлении удешевления этих устройств. Конечно, до уровня стоимости мобильного телефона такие устройства никогда не опустятся, но со временем они должны стать достаточно доступными, чтобы как можно больше людей смогли жить полноценной жизнью.
— Ринат Максутов, руководитель практики «Новые технологии» Accenture в России:
“
Возможности развития нейроинтерфейсов поражают воображение.
Некоторые инженеры-популисты, например, Илон Маск, утверждают, что даже смартфон с мессенеджерами уже является нейроинтерфейсом с невысокой скоростью информационного канала (с передачей информации через пальцы рук и экран). Если увеличить эту скорость и научиться получать данные прямо из мозга, то получится нейроинтерфейс в понимании и не столь увлечённого наукой человека.
Направления развития характеристик нейроинтерфейсов — это детектирование (в основном ЭЭГ, ЭМГ), интерпретация (зачастую просто отслеживание низких — высоких альфа-гамма волн) и влияние на сознание с помощью различных видов сигналов. Пути этого развития затрагивают сложнейшие как технологические, так и этические вопросы. Те же группы из Neurolink и OpenAI, позиционируя себя как стремящиеся к открытости в этом вопросе, закрыли часть своих наработок, объясняя такое решение потенциальной опасностью их использования в негуманных целях.
Не стоит ждать быстрого и общедоступного роста технологии, как и в случае с VR и AR — массовые бизнес-решения здесь редки.
Даже успешнейший NeuroSky продал только несколько десятков миллионов простых нейроинтерфейсов Mindwave, тогда как нейроинтерфейс классом выше, Emotiv Epoc, разошёлся всего несколькими десятками тысяч. И они зачастую используются для небольшого количества игр, разработанных энтузиастами, и эксплуатируют вау-эффект. Однако область внедрения нейроинтерфесов велика. Например, сколковский стартап «Моторика» производит бионические протезы. В соединении с уже существующими качественными нейроинтерфейсами можно внедрять программы реабилитации, в будущем — управлять протезами, используя сигналы мозга. Некоторых аспекты реабилитации и расширения возможностей уже реализовал «Нейрочат». В «ВИСТ Групп» для решения задачи контроля бодрствования водителя некоторые разработчики рассматривали возможность отслеживания изменений ритмов волн мозга (вместе с определением открытости глаз для контроля за уровнем внимания).
В задаче интерпретации исследовательские группы также предлагают инновационные решения — например, российский «СемьЗвёзд» совмещает ищущие закономерности нейронные сети с многоуровневой системой, имитирующей внутренние психологические процессы.
Для понимания мысли нужно не только извлечь из большого объема данных информацию, структурировать её и выявить связи, но и интерпретировать её в связи с поставленной задачей. В этой области встречаются специалисты по Big Data, нейросетям, физиологии мозга и даже философии.
По самым оптимистичным прогнозам, через столетие управлять окружающим пространством силой мысли будет так же просто, как нам поставить лайк на смартфоне. Те компании, которые сейчас застолбят за собой часть этого рынка, окупят свои вложения. Однако с точки зрения быстрого дохода небольшим игрокам осмысленно вкладываться в рынок простых систем диагностики (например, СДВ и СДВГ) на нейроинтерфейсах, или в мини-игры с интерфейсами наподобие ментального переталкивания шарика с соперником.
— Павел Пинчук, разработчик AI-решений, Вист Групп (ГК «Цифра»)
Материалы по теме:
«Казалось, что это какие-то космические технологии, к которым невозможно подступиться».
Как я стал разрабатывать беспилотные авто
© Rusbase, 2019
Автор: Константин Рисков
Фото на обложке: SergIllin, Depositphotos
для инвалидов запустили первый в мире нейрочат
06 марта 2018 19:37 Вести-Москва
Первый в мире трансконтинентальный сеанс нейросвязи. Пациенты из России и США, не способные говорить и двигаться самостоятельно, обменялись сообщениями в АПК «Нейрочате» – это сенсационная разработка московских ученых. Набор текста происходит без помощи рук и голоса – исключительно силой мысли.
Первый в мире трансконтинентальный сеанс нейросвязи. Пациенты из России и США, не способные говорить и двигаться самостоятельно, обменялись сообщениями в АПК «Нейрочате» — это сенсационная разработка московских ученых.
Набор текста происходит без помощи рук и голоса — исключительно силой мысли.
Америка на проводе. Точнее, по ту сторону экрана. Денис Дзукаев — пациент московского реабилитационного центра для инвалидов — сосредоточенно смотрит в компьютер. На мониторе появляются буквы, слова и целые предложения.
В Лос-Анджелесе уже на английском его «Привет, американцы!» читает Деббра и ее врачи. На первый взгляд, ничего удивительного, но общаются они «силой мысли».
«Смысл этой технологии в том, чтобы помочь людям, у которых ограниченные возможности здоровья, в частности речевые функции, разговаривать, общаться через интерфейс мозг-компьютер», — объясняет Руслан Курбанов, руководитель социальной службы реабилитационного центра для инвалидов «Преодоление».
Физические и речевые ограничения — последствия тяжелых травм и инсультов. Пациенты не могут сказать, что им нужно, или написать. «Нейрочат» дает им возможность общения без слов и движения.
«Нейрочат» — это программно-аппаратная система.
Гарнитура по сути является аналогом медицинского энцефалографа — улавливает активность головного мозга. Начинается процесс калибровки. Он необходим каждому новому пользователю, система изучает человека и его реакцию. Далее нужно только сфокусироваться на нужном символе, и через несколько секунд он отобразится в поле ввода.
«Секрет состоит в том, что если человек заинтересован в конкретной букве, то реакция на эту конкретную букву будет чуть-чуть другая», — объясняет Александр Каплан, профессор биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.
Пациенты реабилитационного центра с помощью «Нейрочата» могут позвать медперсонал или кого-то из близких, попросить о помощи и, самое главное, общаться по электронной почте или в социальной сети с любым человеком в любой точке мира.
— Мы встроили в систему переводчик. Соответственно, даже не зная языка, пациенты могут общаться друг с другом, раздвигая при этом границы своих не только физических возможностей, но и географии.
«Нейрочат» разрабатывали более пяти лет. Это совместный труд биологов и нейрофизиологов из МГУ, программистов и инженеров нескольких компаний.
«Мы создали достаточно удобную гарнитуру, систему крепления электродов и, соответственно, разработали программное обеспечение, потому что в этом программном обеспечении как раз и зашиты все секреты успешной работы технологии», — рассказывает Александр Лужин, руководитель компании-разработчика АПК «Нейрочат».
В январе «Нейрочат» представили на одной из крупнейших медицинских выставок в Лас-Вегасе. Практическое применение «силы мысли» пытаются найти ученые по всему миру. В прошлом году о «нейронных кружевах» заговорил и человек-ракета Илон Маск. Его компания «Нейролинк» собирается связать человеческий мозг и искусственный интеллект с помощью вживляемых имплантатов. Однако «материализовать мысль» пока не удалось. Российский «Нейрочат» — единственная в мире разработка с практическим применением. И уже в этом году планируют выпустить 500 комплектов оборудования для использования в реабилитационных центрах и больницах.
общество новости
Исследование демонстрирует «мысленную» коммуникацию у людей
В ходе исследования, которое впервые установило возможность прямой коммуникации «мозг-мозг», международная группа исследователей успешно продемонстрировала возможность неинвазивного передавать мысль от одного человека к другому на расстоянии 5000 миль, при этом ни один из них не должен говорить или писать.
Действительно, в статье о работе, опубликованной в PLOS ONE , авторы утверждают, что то, что показывает исследование, вероятно, следует назвать передачей «от разума к разуму», а не «от мозга к мозгу», потому что « как происхождение, так и цель сообщения связаны с сознательной деятельностью субъектов».
В качестве эквивалента обмена мгновенными сообщениями «мозг-мозг» исследование показывает, как международная группа нейробиологов и инженеров-робототехников использовала различные «нейротехнологии» для отправки сообщений через Интернет между неповрежденными скальпами двух людей на расстояние более 5000 миль.
обособленно – один в Индии, а другой во Франции.
В команду входили сотрудники Медицинского центра Бет Исраэль Диаконисс (BIDMC), преподавательского отделения Гарвардской медицинской школы (HMC) в Бостоне, Массачусетс, Starlab Barcelona в Испании и Axilum Robotics в Страсбурге, Франция.
Соавтор Альваро Паскуаль-Леоне, директор Центра неинвазивной стимуляции мозга Беренсона-Аллена в BIDMC и профессор неврологии HMC, объясняет, как они хотели выяснить, можно ли отправлять сообщения между двумя людьми, считывая мозг из одного в другой, и делать это на большом расстоянии, используя существующие каналы связи:
говорить или печатать часть Интернета и устанавливать прямое мозговое общение между субъектами, находящимися далеко друг от друга в Индии и Франции?»
И они доказали, что ответ на их вопрос был «Да».
Команда решила передать мысли из Индии во Францию, используя две мозговые технологии, связанные компьютерным мозговым интерфейсом через Интернет: электроэнцефалограмму (ЭЭГ) и транскраниальную магнитную стимуляцию (ТМС) с помощью робота и под визуальным контролем.
Предыдущие исследования уже показали, что у человека может быть сознательная мысль о движении руки или ноги, и эта мысль может быть передана через взаимодействие мозга с компьютером на основе ЭЭГ на компьютер, который передает ее роботу, который двигает конечностью или ногой. управляет инвалидной коляской.
Но это новое исследование продвигает этот этап дальше, добавляя второй человеческий мозг к другому концу системы связи.
Исследователи привлекли четырех здоровых добровольцев в возрасте от 28 до 50 лет для участия в ряде экспериментов. Один был отправителем — базировался в Индии, а трое других — получателями сообщений и должны были их понимать — они базировались во Франции.
ЭЭГ уловила «мысли» отправителя — приветствие «hola» (что означает «привет» на каталанском или испанском) или «ciao» («привет» или «до свидания» на итальянском), — которые затем были присвоены к интерфейсу мозг-компьютер для отправки в виде двоичного кода по электронной почте из Индии во Францию.
Во Франции компьютерно-мозговой интерфейс преобразовывал мысли в сигналы, которые передавались через скальпы приемников в виде неинвазивной стимуляции мозга с помощью роботизированной ТМС.
Приемники воспринимали стимуляцию мозга как «фосфены» — вспышки света на периферии зрения. Вспышки появлялись в числовых последовательностях, которые получатели затем могли декодировать в сообщения.
Команда провела аналогичные эксперименты между Испанией и Францией. Окончательные результаты показали, что частота ошибок составляет всего 15 %, из них 5 % на отправляющей стороне и 11 % на принимающей стороне.
Профессор Паскуаль-Леоне говорит, что благодаря передовым прецизионным нейротехнологиям, а именно беспроводной ЭЭГ на передающем конце и роботизированной ТМС на принимающем конце, они напрямую и неинвазивно передавали мысли от одного человека к другому, без них. говорить или писать, и добавляет:
«Это само по себе является замечательным шагом в человеческом общении, но возможность сделать это на расстоянии в тысячи миль является критически важным доказательством принципа развития связи между мозгом».
Команда считает, что полученные результаты являются важным шагом на пути к изучению возможности общения от ума к сознанию без использования языка или жестов.
Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) — относительно новый метод безболезненной стимуляции клеток головного мозга. В 2011 году исследователи описали в двух исследованиях, как они обнаружили, что активность различных типов клеток мозга изменяется с различными паттернами ТМС.
Межмозговые интерфейсы позволяют передавать мысли
КоффиЛо, ООО 4 июня 2019 г.
Любителям научной фантастики это может показаться заезженным тропом. Однако место пророчеств в коллективном воображении заняла научная фантастика, и поэтому заезженные образы с пугающей регулярностью становятся реальностью. Теперь можно напрямую общаться с другим человеком через Интернет, просто используя свои мысли.
Хотя интерфейсы мозг-компьютер не новы, технология быстро совершенствуется.
Обеспечивая двусторонний интерфейс между двумя людьми (или животными) (или человеком и животным), мысли могут передаваться напрямую на огромные расстояния. Это возвещает новую надежду для тех, кто страдает от паралича, и возможность открыть совершенно новый мир с точки зрения возможностей.
Ваш мозг постоянно общается сам с собой. В этом смысле он подобен компьютеру или распределительному щиту, который распределяет электрические токи туда-сюда. Этот процесс известен как синаптическая передача. Химические сигналы передаются между клетками мозга, что приводит к возникновению электрических всплесков. Спайки составляют мозговые волны.
Мозговые волны имеют разную частоту и, поскольку они являются волнами, работают на колебаниях. Как и все волны, их можно охарактеризовать по амплитуде (насколько они острые) и частоте (сколько их). Они записываются с помощью машин ЭЭГ. Их можно использовать для перемещения протезов рук, управления компьютерными мышами и многого другого.
Научный вопрос, на который еще предстоит ответить, заключается в том, содержат ли мозговые волны достаточно информации для передачи мыслей или они являются просто результатом различных видов познания. Если второе, то возможность обменяться буквальной мыслью или услышать чей-то голос в собственном уме будет невозможна (используя только мозговые волны).
Хотя передача мыслей таким образом все еще может быть предметом научной фантастики, ТМС (транскраниальная магнитная стимуляция) действительно позволяет людям управлять хвостами крыс и так далее. Интерфейсы мозг-мозг могут, с некоторой подготовкой, передавать мысли напрямую через Интернет. Однако сначала мысли должны быть закодированы в приемнике. Во-вторых, приемник должен носить человек, который «слушает» передачу.
Юридические и этические соображения Несмотря на то, что эта технология далека от того, чтобы позволить кому-либо проникнуть в сознание невольного субъекта и контролировать его или даже прочитать мысли, исходящие из его головы, перед технологией необходимо будет ответить на ряд вопросов.