A poc a poc, moltes coses noves estan entrant a les nostres vides. El desenvolupament de la tecnologia no s'atura, i demà pot ser possible allò que ahir no ens vam atrevir a somiar. La interfície neurocomputadora (NCI) fa real la connexió entre el cervell humà i la tecnologia, la seva interacció parcial.
Què és NCI?
NCI és un sistema per intercanviar informació entre el cervell humà i un dispositiu electrònic. L'intercanvi pot ser bidireccional, quan els impulsos elèctrics arriben del dispositiu al cervell i viceversa, o unidireccional, quan només un objecte rep informació. En termes més senzills, NCI és el que s'anomena "gestió del poder del pensament". Un descobriment molt important, que ja s'utilitza àmpliament en molts àmbits de la vida.
Com funciona l'NCI?
Les neurones del cervell es transmeten informació entre si mitjançant impulsos elèctrics. Aquesta és una xarxa molt complexa i intricada que els científics encara no poden analitzar completament. Però amb l'ajuda de l'NCI, va ser possible llegir part de la informació dels impulsos cerebrals i transferir-la a dispositius electrònics. Ells, al seu torn, poden transformar-seimpulsos en acció.
Història d'estudiar NCI
Cal destacar que els treballs del científic rus IP Pavlov sobre reflexos condicionats es van convertir en la base per al desenvolupament de la interfície NC. També va tenir un paper important en l'estudi de l'NCI el seu propi treball sobre el paper regulador de l'escorça cerebral. La investigació d'IP Pavlov va tenir lloc a principis del segle XX a l'Institut de Medicina Experimental de Sant Petersburg. Més tard, les idees de Pavlov en la direcció de la interfície NC van ser desenvolupades pel fisiòleg soviètic P. K. Anokhin i el neurofisiòleg soviètic i rus N. P. Bekhtereva. La investigació global del NCI només va començar als anys setanta als Estats Units. Es van fer experiments amb micos, rates i altres animals. En el curs de la investigació, els científics que treballaven amb micos experimentals van descobrir que determinades zones del cervell són responsables dels moviments de les seves extremitats. Des d'aquest descobriment, el destí posterior de NCI s'ha segellat.
Electroencefalografia (EEG)
L'electroencefalografia és un mètode per llegir els impulsos electrònics del cervell mitjançant la connexió no invasiva d'elèctrodes al cap d'una persona. Un mètode no invasiu és un mètode en què els elèctrodes s'uneixen al cap d'una persona o animal, sense inserció directa a l'escorça cerebral. El mètode EEG va aparèixer fa relativament temps i va fer una gran contribució al desenvolupament de la interfície cervell-ordinador. El mètode EEG encara s'utilitza avui dia perquè és barat i eficaç.
Etapes del NCI
La informació que prové del cervell humà es processadispositiu electrònic en quatre passos:
- Rebre senyal.
- Pretractament.
- Interpretació i classificació de dades.
- Sortida de dades.
Primera etapa
En la primera etapa, els elèctrodes s'insereixen directament a l'escorça cerebral (mètode invasiu) o s'uneixen a la superfície del cap (mètode no invasiu). Comença el procés de lectura de la informació de les cèl·lules cerebrals. Els elèctrodes recullen dades de sistemes individuals de neurones responsables de diverses accions.
Pretractament
A la segona etapa de la interfície cervell-ordinador, els senyals rebuts es processen prèviament. El dispositiu extreu les característiques del senyal per simplificar la composició complexa de les dades, eliminar la informació innecessària i el soroll que interfereix amb els senyals cerebrals clars.
Tercera etapa
A la tercera etapa de la interfície NDT, la informació s'interpreta des d'impulsos elèctrics en un codi digital. Denota una acció, un senyal al qual el cervell donava. A continuació, es classifiquen els codis resultants.
Sortida de dades
La sortida d'informació es produeix a la quarta etapa. Les dades digitalitzades s'envien a un dispositiu connectat al cervell, que executa una ordre donada mentalment.
Neuropròtesis
Una de les principals àrees d'implementació de la interfície cerebral és la medicina. Les pròtesis neuronals estan dissenyades per restablir la connexió entre el cervell humà i l'acció dels seus òrgans, per substituir òrgans danyats per mal alties o lesions, amb la posterior restauració de les funcions d'un cos sa. NCI pot ser especialment bo per a persones amb paràlisi o pèrdua d'extremitats. En l'ús de pròtesis neuronals, s'utilitza el principi de funcionament de la interfície cervell-ordinador. Per dir-ho de manera molt senzilla, una persona està equipada amb pròtesis de braços o cames, des de les quals els implants electrònics condueixen a la zona del cervell responsable del moviment d'aquesta extremitat. Les neuropròtesis han superat moltes proves, però la dificultat del seu ús massiu rau en el fet que l'NCI no pot llegir completament els senyals cerebrals, i el control de les pròtesis en la vida quotidiana fora del laboratori és difícil. Fa uns anys, Rússia volia establir la producció de neuropròtesis, però fins ara no s'ha implementat.
pròtesis auditives
Si les pròtesis de les extremitats encara no han aparegut al mercat de masses, l'implant coclear (una pròtesi que ajuda a restaurar l'audició) s'utilitza des de fa molt de temps. Per rebre-la, el pacient ha de tenir un grau pronunciat de hipoacúsia neurosensorial (és a dir, una pèrdua auditiva d'aquest tipus en què la capacitat de l'audiòfon per rebre i analitzar sons es veu afectada). La restauració auditiva amb un implant coclear s'utilitza quan un audiòfon convencional no dóna els resultats esperats. L'implant s'implanta a l'aparell de l'oïda i a la part adjacent del cap com a resultat d'una operació quirúrgica. Com qualsevol altra interfície cervell-màquina, un implant coclear ha d'adaptar-se completament a l'usuari. Per aprendre a utilitzar-lo i començar a percebre l'implant com una orella nova, el pacient ha de sotmetre's a un llarg curs de rehabilitació.
El futur de l'NCI
Recentment, podeu escoltar i llegir sobre la intel·ligència artificial a tot arreu. Això vol dir que el somni de moltes persones s'està fent realitat: aviat el nostre cervell entrarà en simbiosi amb la tecnologia. Sens dubte, aquesta serà una nova era en el desenvolupament de la humanitat. Nou nivell de coneixements i oportunitats. Gràcies a la interfície cervell-ordinador, apareixeran un gran nombre de nous i importants descobriments en moltes àrees de la ciència. A més d'utilitzar-se amb finalitats mèdiques, NCI ja pot connectar l'usuari a dispositius de realitat virtual. Com ara el ratolí de l'ordinador virtual, el teclat, els personatges dels jocs de realitat virtual, etc.
Gestió sense mans
La tasca principal de la interfície neuroinformàtica és trobar la possibilitat de controlar l'equip sense l'ajuda dels músculs. Els descobriments en aquesta àrea donaran a les persones amb paràlisi més oportunitats de moviment, conducció i gadgets. Ara l'NCI combina perfectament el cervell humà i la intel·ligència artificial de l'ordinador. Això va ser possible gràcies a un estudi profund dels principis del cervell humà. És a partir d'ells que es compilen els programes sobre els quals funcionen l'NCI i la intel·ligència artificial.
NTI en robòtica
Des que els científics van descobrir que determinades àrees del cervell són responsables del moviment muscular, immediatament van tenir la idea que el cervell humà no només pot controlar el seu propi cos, sinó també controlar una màquina humanoide. Ara s'estan creant moltes màquines robòtiques diferents. Inclòs els humanoides. Els robòtics s'esforcen en els seus treballs humanoidesimitar el comportament de persones reals. Però fins ara, la programació i la intel·ligència artificial fan front a aquesta tasca una mica pitjor que l'NCI. Mitjançant la interfície NC, podeu controlar les extremitats robòtiques des de la distància. Per exemple, en llocs on l'accés humà és impossible. O en feines que requereixen precisió de joieria.
NCI per paràlisi
Sens dubte, la més demandada és la interfície cervell-ordinador en medicina. Controlar pròtesis de braços, cames, controlar una cadira de rodes amb la ment, gestionar la informació en telèfons intel·ligents, ordinadors sense mans, etc. Si aquestes innovacions es fan omnipresents, millorarà el nivell de vida de les persones que actualment estan limitades en la seva capacitat de moviment. El cervell transmetrà immediatament ordres als dispositius, evitant el cos, la qual cosa ajudarà a una persona amb discapacitat a adaptar-se millor a l'entorn. Però quan intenten les neuropròtesis, els especialistes s'enfronten a alguns problemes que avui dia no poden trobar solucions.
Pros i contres de la interfície cervell-ordinador
Malgrat que l'ús de la interfície NC té molts avantatges, també hi ha desavantatges en el seu ús. Un avantatge en el desenvolupament de l'NCI en medicina és el fet que el cervell humà (especialment el seu còrtex) s'adapta molt bé als canvis, per la qual cosa les possibilitats de la interfície NCI són gairebé il·limitades. La qüestió només està darrere del desenvolupament i descobriment de noves tecnologies. Però hi ha alguns problemes aquí.
Incompatibilitat dels teixits corporals amb els dispositius
Primer, si entreuimplants de manera invasiva (dins dels teixits), és molt difícil aconseguir la seva plena compatibilitat amb els teixits del pacient. Només s'estan creant aquells materials i fibres que s'han d'implantar completament al teixit orgànic.
Tècnica imperfecta en comparació amb el cervell
En segon lloc, els elèctrodes segueixen sent molt més senzills que les neurones cerebrals. Encara no són capaços de transmetre i rebre tota la informació que les cèl·lules nervioses del cervell poden gestionar amb facilitat. Per tant, el moviment de les extremitats d'una persona sana és molt més ràpid i precís que el de les neuropròtesis, i una oïda sana percep els sons de manera més clara i correcta que una oïda amb implant coclear. Si el nostre cervell sap quina informació filtrar i quina cal considerar com a principal, aleshores en dispositius amb intel·ligència artificial això es fa mitjançant algorismes escrits per humans. Fins que puguin replicar els complexos algorismes del cervell humà.
Masses variables per controlar
Alguns instituts científics tenen previst crear en un futur proper no una neuropròtesi separada d'una cama o un braç, sinó un exoesquelet complet per a persones amb paràlisi cerebral. Amb aquesta forma de pròtesi, l'exoesquelet ha de rebre informació no només del cervell, sinó també de la medul·la espinal. Amb aquest dispositiu, connectat a totes les terminacions nervioses importants del cos, una persona es pot anomenar un autèntic cyborg. Portar un exoesquelet permetrà que una persona completament paralitzada recuperi la capacitat de moure's. Però el problema és que la implantació del moviment no és tot el que es requereix de l'NCI. Exoesquelettambé cal tenir en compte l'equilibri, la coordinació dels moviments, l'orientació a l'espai. Tot i que la tasca d'implementar totes aquestes ordres simultàniament és difícil.
La por de la gent al nou
El mètode no invasiu de col·locació d'implants és efectiu en condicions de laboratori, però a la vida normal és poc probable que aquest mètode compleixi les expectatives que s'hi plantegen. El contacte amb aquesta connexió és feble, s'utilitza principalment per llegir senyals. Per tant, en medicina i en neuropròtesis, per regla general, utilitzen el mètode quirúrgic per introduir elèctrodes al cos. Però poca gent acceptarà combinar el seu cos i una tècnica desconeguda. Després d'haver sentit a parlar dels terminadors i els cyborgs de les pel·lícules de Hollywood, la gent té por del progrés i les innovacions, sobretot quan es refereixen directament a una persona.
