Der Perfektion sind keine Grenzen gesetzt: Wie neuronale Schnittstellen der Menschheit helfen

Vor mehr als 100 Jahren interessierten sich Wissenschaftler für die Fähigkeiten des Gehirns und versuchten zu verstehen, ob es möglich war, es irgendwie zu beeinflussen. 1875 konnte der englische Arzt Richard Caton ein schwaches elektrisches Feld auf der Oberfläche des Gehirns von Kaninchen und Affen feststellen. Dann gab es viele Entdeckungen und Studien, aber erst 1950 erfand Jose Manuel Rodriguez Delgado, Professor für Physiologie an der Yale University, das Stimosiver-Gerät, das in das Gehirn implantiert und durch Funksignale gesteuert werden konnte.

Das Training wurde an Affen und Katzen durchgeführt. Die Stimulation eines bestimmten Bereichs des Gehirns durch eine implantierte Elektrode zwang die Katze, ihre Hinterpfote anzuheben. Laut Delgado zeigte das Tier während solcher Experimente keine Anzeichen von Unbehagen.



Und 13 Jahre später führte der Wissenschaftler das berühmte Experiment durch - implantierte Stimulanzien in das Gehirn eines Bullen und kontrollierte es über einen tragbaren Sender.

So begann die Ära der neuronalen Schnittstellen und Technologien, die die biologischen Fähigkeiten des Menschen verbessern können. Bereits 1972 wurde ein Cochlea-Implantat in den Handel gebracht, das Schall in ein elektrisches Signal umwandelte, an das Gehirn übertrug und Menschen mit schweren Hörbehinderungen das Hören ermöglichte. Und 1973 wurde der Begriff „Gehirn-Computer-Schnittstelle“ erstmals offiziell verwendet - eine Computer-Neuro-Schnittstelle. 1998 implantierte der Wissenschaftler Philip Kennedy die erste neuronale Schnittstelle in einen Patienten - den Musiker Johnny Ray. Nach einem Schlaganfall verlor Johnny seine Bewegungsfähigkeit. Dank der Implantation lernte ich jedoch, den Cursor zu bewegen, der nur die Bewegung der Hände darstellt.

Den Wissenschaftlern folgend wurde die Idee, eine neuronale Schnittstelle zu schaffen, von großen Unternehmen und Startups aufgegriffen. Die Absicht, ein System zu entwickeln, mit dem Objekte mit der Kraft des Denkens verwaltet werden können, wurde bereits von Facebook und Elon Musk angekündigt. Einige hoffen auf Neurointerfaces - die Technologie wird es Menschen mit Behinderungen ermöglichen, verlorene Funktionen wiederherzustellen und die Rehabilitation einer Person zu verbessern, die einen Schlaganfall oder eine Kopfverletzung erlitten hat. Andere stehen solchen Entwicklungen skeptisch gegenüber und glauben, dass ihre Verwendung mit rechtlichen und ethischen Problemen behaftet ist.

Wie dem auch sei, es gibt genug große Player auf dem Markt. Wenn Sie Wikipedia glauben, wurde ein Teil der Entwicklung bereits eingestellt, aber der Rest ist sehr beliebt und erschwinglich.

Was ist eine neuronale Schnittstelle und wie kann sie nützlich sein?

Arten von Gehirnwellen

Neurointerface - ein System zum Informationsaustausch zwischen dem menschlichen Gehirn und einem elektronischen Gerät. Dies ist eine Technologie, die es einer Person ermöglicht, mit der Außenwelt auf der Grundlage der Aufzeichnung der elektrischen Aktivität des Gehirns zu interagieren - einem Elektroenzephalogramm (EEG). Der Wunsch einer Person, eine Aktion auszuführen, spiegelt sich in den EEG-Änderungen wider, die wiederum den Computer entschlüsseln.
Neuronale Schnittstellen sind unidirektional und bidirektional. Die ersten empfangen entweder Signale vom Gehirn oder senden sie an ihn. Der zweite kann gleichzeitig Signale senden und empfangen.
Es gibt verschiedene Methoden zur Messung von Gehirnsignalen. Sie sind in drei Typen unterteilt.

• Nicht invasiv Am Kopf sind Sensoren angebracht, um die vom Gehirn (EEG) und vom Magnetfeld (MEG) erzeugten elektrischen Potentiale zu messen.
• Semi-invasiv Elektroden werden auf der offenen Oberfläche des Gehirns platziert.
• Invasiv . Mikroelektroden werden direkt in der Großhirnrinde platziert und messen die Aktivität eines Neurons.

Ein wichtiges Merkmal der Neurointerface ist, dass Sie sich direkt mit dem Gehirn verbinden können. Was kann das in der Praxis geben? Neuro-Interfaces können beispielsweise das Leben gelähmter Menschen erleichtern oder radikal verändern. Jemand kann nicht schreiben, sich bewegen oder sprechen. Gleichzeitig arbeitet ihr Gehirn ziemlich gut. Die neuronale Schnittstelle ermöglicht es diesen Personen, bestimmte Aktionen auszuführen und Absichten mithilfe von Elektroden zu lesen, die mit dem Gehirn verbunden sind.

Eine weitere Option zur Verwendung der neuronalen Schnittstelle wurde von amerikanischen Wissenschaftlern erfunden, die eine Cyberprothese entwickelten, die das menschliche Gedächtnis um 30% verbessern kann. Das Gerät erzeugt Nervenimpulse, die dem Patienten helfen, neue Erinnerungen zu bilden und sich an die Gesichter von Verwandten zu erinnern. Die Entwicklung soll dazu beitragen, senile Demenz, Alzheimer und andere Gedächtnisprobleme zu bekämpfen.

Neben der Gesundheit können neuronale Schnittstellen zur persönlichen Entwicklung einer Person, zur Arbeit und Unterhaltung sowie zur Interaktion mit anderen verwendet werden. Was können Neurotechnologien in diesen Bereichen bieten?

Selbstverbesserung

Das vielleicht beliebteste Anwendungsgebiet für neuronale Schnittstellen und alle Arten von Anwendungen ist die Entwicklung menschlicher Fähigkeiten. Hierzu widmen sich verschiedene Trainings, Systeme zur Entwicklung geistiger Fähigkeiten, Systeme zur Verhaltensänderung, Stresspräventionssysteme, ADHS, Systeme zur Arbeit mit psycho-emotionalen Zuständen usw. Diese Art von Aktivität hat sogar einen eigenen Begriff, "Brain Fitness".

Was ist das Wesentliche der Idee? Als Ergebnis zahlreicher Studien wurden einige bewährte Ideen darüber entwickelt, wie eine bestimmte Gehirnaktivität den Zuständen des menschlichen Bewusstseins entspricht. Es sind Algorithmen zur Bestimmung des Niveaus von Achtsamkeit, Konzentration und Meditation sowie der mentalen Entspannung erschienen. Hinzu kommt die Fähigkeit, EEG und Elektromyographie (EMG) zu lesen, und als Ergebnis erhalten wir eine Vorstellung von der menschlichen Verfassung im Moment.

Und wenn Sie lernen müssen, wie man einen bestimmten psycho-emotionalen Zustand verursacht, trainiert sich eine Person mit Hilfe eines Geräts, an das eine Neurointerface angeschlossen ist. Es gibt eine Vielzahl von EEG-Visualisierungsprogrammen und psycho-emotionalen Zuständen, wir werden sie nicht alle beschreiben. Das Training des Anrufs einer Person über den notwendigen Bewusstseinszustand erfolgt mithilfe der Biofeedback-EEG-Technologie (biologisches Feedback basierend auf Elektroenzephalographie).

So sieht es in der Praxis aus: Eltern wollen die schulischen Leistungen ihres Kindes verbessern und ADHS (Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung) besiegen. Verwenden Sie dazu ein spezielles Programm (z. B. von NeuroPlus ), in dem Sie Voreinstellungen auswählen, um die erforderlichen Zustände zu trainieren: Achtsamkeit, Konzentration, Entspannung, Meditation und Verhinderung von Hyperkonzentration. Wählen Sie ein Konzentrationstraining. Und sie starten es.

Das Programm bietet dem Kind ein Training, bei dem Sie die Anzahl der Alpha- und Betawellen über einem bestimmten Niveau halten müssen. Wellen sollten ein bestimmtes Niveau nicht unterschreiten. Gleichzeitig wird das von den Eltern ausgewählte Video im Programmfenster abgespielt. Zum Beispiel ein Lieblings-Cartoon. Das Kind schaut sich nur den Cartoon an, überwacht die Pegel der Alpha- und Beta-Wellen und tut nichts anderes. BFB kommt ins Spiel. Die Aufgabe des Kindes besteht darin, die Alpha- und Beta-Werte während des gesamten Trainings aufrechtzuerhalten.



Wenn eine der Ebenen unter die erforderliche Anzeige fällt, wird der Cartoon unterbrochen. In den ersten Lektionen wird das Kind versuchen, bewusst in den gewünschten Zustand zurückzukehren, um den Cartoon zu sehen. Aber nach einiger Zeit lernt das Gehirn, unabhängig in diesen Zustand zurückzukehren, wenn es herausfällt (vorausgesetzt, der Cartoon ist für das Kind interessant und der Betrachtungszustand ist für das Gehirn „angenehm“). Infolgedessen entwickelt das Kind die Fähigkeit, den erforderlichen Konzentrationszustand hervorzurufen und die Konzentration auf einem bestimmten Niveau zu halten.

Es sieht beängstigend aus, aber beeilen Sie sich nicht, Angst zu bekommen und die Vormundschaftsbehörden anzurufen. Es gibt einfachere, spielbasierte Lösungen. Zum Beispiel Mind The Ant von NeuroSky. Die Aufgabe des Spielers ist es, die Ameise dazu zu bringen, das Objekt im Ameisenhaufen auf ihn zu schieben. Damit sich die Ameise jedoch bewegen kann, ohne anzuhalten, müssen Sie ein bestimmtes Konzentrationsniveau über einer bestimmten Marke auf der entsprechenden Skala halten.



Wenn Sie sich auf den Prozess konzentrieren, drückt die Ameise das Motiv. Sobald die Konzentration sinkt, stoppt die Ameise und Sie verlieren Zeit, was Ihr Ergebnis verschlechtert. Mit jedem Level wird das Spiel schwieriger, da die erforderliche Konzentration zunimmt. Zusätzliche Ablenkungen treten ebenfalls auf.

Durch regelmäßiges Training entwickelt der Benutzer die Fähigkeit, unabhängig von ablenkenden externen oder internen Faktoren ein Maß an Konzentration und Aufmerksamkeit für die Aufgabe aufrechtzuerhalten. Alles ist wie im Sport, es ist unmöglich, einen Sportkörper zu bekommen, indem man ein paar Mal ins Fitnesscenter geht oder eine Dose Protein isst. Studien auf dem Gebiet des EEG-Biofeedbacks haben gezeigt, dass das Ergebnis eines solchen Trainings erst nach 20 Tagen regulären Unterrichts von jeweils 20 Minuten auftritt.

Unterhaltung

Neuro-Headsets machen es auch möglich, Spaß zu haben. Alle parallelen Spiele- und Unterhaltungsanwendungen sind aber auch Werkzeuge zur Selbstentwicklung. Wenn Sie Spiele über die neuronale Schnittstelle spielen, verwenden Sie die Bewusstseinszustände Ihres Bewusstseins, um die Charaktere zu steuern. Und dabei lernen, sie zu kontrollieren.

Das Multiplayer-Spiel Throw Trucks With Your Mind machte auf einmal viel Lärm. Die Charakterkontrolle erfolgt nach dem Standard-Ego-Shooter-Schema. Sie können jedoch andere Spieler nur mit Hilfe geistiger Anstrengungen bekämpfen. Dazu werden die Konzentrations- und Meditationsparameter des Spielers auf dem Spielmonitor angezeigt.

Um eine Kiste, einen Lastwagen oder ein anderes Objekt aus der Spielumgebung in einen Gegner zu werfen, müssen Sie es mit Hilfe Ihrer mentalen Stärke in die Luft heben und dann auf den Gegner werfen. Sie können auch „einfliegen“, daher ist der Gewinner im Gefecht derjenige, der die Fähigkeit nutzt, sich effektiver zu konzentrieren und zu meditieren. Es war sehr aufregend, mit echten Gegnern gegen die Kraft des Geistes zu kämpfen. Von den neueren Spielen kann MyndPlays Zombie Rush erwähnt werden .

Hersteller bieten entspanntere Spieloptionen. Hier zum Beispiel eine interessante Übersicht über mehrere beliebte Spieleanwendungen gleichzeitig. Erwähnenswert ist auch das Spiel MyndPlay Sports Archery Lite . Es ist ganz einfach: Sie müssen drei Bogenschüsse machen und maximale Punkte erzielen. Für jeden Schuss können Sie bis zu 10 Punkte erhalten. Mithilfe der Videosequenz taucht das Spiel Sie in seine Umgebung ein, wonach Ihr Charakter beginnen kann, auf das Ziel zu zielen. Im Player-Fenster wird ein Indikator für die Konzentration angezeigt. Je höher die Konzentration, desto näher trifft der Pfeil die Top Ten. In der zweiten Einstellung ist es erforderlich, in einen Meditationszustand einzutreten, um eintreten zu können. Im dritten Schuss ist wieder Konzentration erforderlich. Auf diese Weise demonstriert das Spiel interessante Funktionen neuronaler Schnittstellen.

Neben Spielen gibt es interaktive neuronale Filme. Stellen Sie sich vor: Sie saßen auf einem Sofa, setzten ein Headset auf und drehten einen interaktiven Film über Skater. Irgendwann entsteht ein Moment, in dem der Skater beschleunigt und kurz vor dem Sprung steht. An diesem Punkt müssen Sie selbst Skater werden, um sich auf den Sprung zu konzentrieren und die Konzentration des Bewusstseins aufrechtzuerhalten, bis der Charakter den Sprung beendet hat. Mit ausreichender Konzentration (entsprechend dem realen Leben und dem Niveau, das in der Realität benötigt wird) wird der Skater im Film den Sprung erfolgreich machen und die Handlung wird weiter zur nächsten interaktiven Gabelung gehen. Wenn die Konzentration so lala war, wird der Skater fallen und der Film wird eine andere Handlung spielen.

In ähnlicher Weise wurden bereits ein Actionfilm im Stil von Guy Ritchie sowie eine Reihe anderer Filme gedreht. Tatsächlich hängen die Handlung und das Ende des Films direkt von Ihren Bemühungen ab. Und es sieht sehr interessant aus.


Einfache und verzweigte Logik der Handlungsentwicklung

Anwendung in der Arbeit

Neben Schulungs- und Unterhaltungsprogrammen haben Entwickler eine Vielzahl von Anwendungen für den professionellen Einsatz entwickelt. Ein Beispiel ist das MindRec-Programm, das für Ärzte, Sportler, normale Psychologen und Psychologen entwickelt wurde, die mit Vertretern von Strafverfolgungsbehörden zusammenarbeiten.

Wie wird es verwendet? Ein Mann setzt ein Neuro-Headset auf, ein Psychologe startet ein Programm und startet eine Sitzung. Während der Sitzung werden die folgenden Informationen überwacht und im Speicher des Computers aufgezeichnet: Konzentration, Aufmerksamkeit, Meditation, rohes EEG-Signal bei verschiedenen Arten der Visualisierung gleichzeitig im Bereich von 0 bis 70 Hz. Signale, geteilt durch Frequenzbereiche, die das Spektrum des Hauptsignals bilden. Die Aufteilung erfolgt in 8 Bereiche: Delta, Theta, Low Alpha, High Alpha, Low Beta, High Beta, Low Gamma, High Gamma. Falls erforderlich, Audio- und Videoaufzeichnung der Handlungen des Patientenpsychologen.

Aufgezeichnetes Material kann überprüft werden, indem alles angezeigt wird, was während der Sitzung in Echtzeit angezeigt wurde. Wenn der Psychologe etwas nicht sofort bemerkt hat, kann er während des zweiten Studiums der Sitzung oder des Trainings die Veränderungen der Wellenreaktionen des Gehirns untersuchen und sie mit den audiovisuellen Informationen vergleichen. Dies ist ein sehr wertvolles Werkzeug für jeden Spezialisten auf diesem Gebiet.

Eine weitere Option ist das Neuromarketing. Mit dem Neuro-Headset können Sie Marktforschung betreiben, da es die emotionale Reaktion einer Person auf bestimmte Marketingreize zeigt. Dies ist viel effektiver, da Menschen bei Interviews und Befragungen in ihren Antworten alles andere als immer ehrlich sind. Und die Neurowissenschaften helfen Ihnen dabei, die richtige Antwort zu finden, ehrlich und unparteiisch. Wenn Sie eine Fokusgruppe zusammengestellt und mit einem Neuro-Headset getestet haben, können Sie Ergebnisse erzielen, die der Realität am besten entsprechen.

Interaktion mit externen Geräten

Ein weiterer interessanter Arbeitsbereich mit Neuro-Headsets ist die Fernbedienung externer Geräte. Rennspiele, die einen Wettkampf zwischen zwei, drei und vier Teilnehmern ermöglichen, sind beispielsweise bei Kindern sehr beliebt. Hier ist ein bekanntes Beispiel für solche Spiele:


Möchten Sie sich etwas anderes gönnen? Bitte, hier sind andere Entwicklungen, die ebenfalls populär geworden sind.

Puzzlebox Orbit Hubschrauber



Ein Spielzeughubschrauber, der von der Kraft des Denkens gesteuert wird. Mit der Standardversion können Sie die Flughöhe des Hubschraubers steuern. Es gibt jedoch viele Ergänzungen, die dieses Spielzeug zu einem leistungsstarken Trainer für die Fitness des Gehirns machen. Die Bewertung war auf Habré .

Zen Lampe



Die Lampe reflektiert Ihren psycho-emotionalen Zustand in Form eines Glühens einer bestimmten Farbe. Ideal zur Entwicklung von Meditationsfähigkeiten.

Krafttrainer ii



Das amüsanteste kleine Ding. Erstellt ein holographisches Bild der Spielumgebung und der Objekte in einer transparenten Pyramide. Und der Spieler steuert diese Objekte mit den Befehlen des Gehirns.

Necomimi



Mi-mi-Bären-Katzenohren sind auf der ganzen Welt ein Hit geworden. Das Gerät ist völlig autark und erfordert keine Verbindung zu einem Computer oder Smartphone. Der Benutzer legt die Ohren an, schaltet sie ein und erhält die Möglichkeit, seine Stimmung (psycho-emotionalen Zustand) durch Bewegen dieser Ohren zu demonstrieren. Übrigens wurde ein ähnliches Produkt, das in Form eines Schwanzes hergestellt wurde , auch zu Hause in Japan nicht populär. Wo in diesem Fall das Headset eingesetzt wurde, können Sie sich das selbst vorstellen.

Neuro-Headset - Unterhaltung oder ein nützliches Werkzeug?

Beim Lesen des Artikels scheint es, dass die neuronalen Schnittstellen und Headsets hauptsächlich dazu gedacht sind, eine Person zu unterhalten oder sie mit FAC zu amüsieren. Dies ist jedoch völlig falsch. Ein Neuro-Headset kann in Verbindung mit einer geeigneten Software dazu beitragen, nach schweren Schäden ein Glied zu entwickeln und die negativen Folgen schwerer Verletzungen zu verringern. Daher setzen Wissenschaftler die Neurotechnologie aktiv ein, um Menschen zu helfen.

Beispielsweise haben amerikanische Wissenschaftler der Johns Hopkins University 2016 eine neuronale Schnittstelle geschaffen, mit deren Hilfe einzelne Finger einer biomechanischen Prothese gesteuert werden können. Und ein Jahr später entwickelten ihre österreichischen Kollegen von der Universität Graz ein System zum Schreiben von Musik mit der Kraft des Denkens. Es ist für musikalisch begabte Menschen mit Behinderungen konzipiert.

Spezialisten der University of California lehrten mit Hilfe der Neuro-Schnittstelle, der neuromuskulären Stimulation und der Suspension, wie man eine gelähmte Person unter der Taille laufen lässt . Und brasilianische Forscher konnten zusammen mit Kollegen aus den USA, der Schweiz und Deutschland das Rückenmark bei Patienten mithilfe von Neurointerface, Virtual Reality und Exoskelett teilweise wiederherstellen . Es sind auch Entwicklungen im Gange, um mit Patienten mit dem "Locked Man" -Syndrom zu interagieren. Die Technologie wird dazu beitragen, solche Patienten zu identifizieren, mit ihnen zu kommunizieren und auch die Kontrolle über den Körper wiederherzustellen.

Facebook hat mit der Arbeit an einer nicht-invasiven Neuro-Oberfläche begonnen, mit der Benutzer ohne Tastatur tippen können. Nissan hat eine Schnittstelle zwischen Gehirn und Maschine entwickelt, um Gedanken während der Fahrt zu lesen und die Reaktionszeiten zu verkürzen. Aber Elon Musk möchte das Gehirn mit dem Computer verbinden, um die Eroberung der Welt durch künstliche Intelligenz zu vermeiden.

Russische Unternehmen können sich bisher nicht einer großen Anzahl von Errungenschaften auf dem Gebiet der Neurotechnologie rühmen. Rostec hat jedoch kürzlich ein Vorproduktionsmodell eines Geräts eingeführt, mit dessen Hilfe Informationen zwischen dem Gehirn und einem externen Gerät ausgetauscht werden können. Der Helm wurde vom nach ihm benannten Institut für elektronische Steuerungsmaschinen (INEUM) entwickelt I. S. Brook. Es wird davon ausgegangen, dass Sie über die neuronale Schnittstelle elektronische und elektromechanische Geräte steuern können: Prothesen, Fahrzeuge.

Grand View Research , 2022 1,72 . — , , . — , .

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