Il n'y a pas de limite à la perfection: comment les interfaces neuronales aident l'humanité

Il y a plus de 100 ans, les scientifiques s'intéressaient aux capacités du cerveau et tentaient de comprendre s'il était possible de l'influencer d'une manière ou d'une autre. En 1875, le médecin anglais Richard Caton a pu détecter un faible champ électrique à la surface du cerveau des lapins et des singes. Ensuite, il y a eu de nombreuses découvertes et études, mais ce n'est qu'en 1950 que le professeur de physiologie de l'Université de Yale, Jose Manuel Rodriguez Delgado, a inventé le dispositif Stimosiver, qui pouvait être implanté dans le cerveau et contrôlé par des signaux radio.

Une formation a été dispensée sur des singes et des chats. Ainsi, la stimulation d'une certaine zone du cerveau à travers une électrode implantée a forcé le chat à lever sa patte arrière. Selon Delgado, l'animal n'a montré aucun signe d'inconfort lors de telles expériences.



Et 13 ans plus tard, le scientifique a mené la célèbre expérience - des stimulants implantés dans le cerveau d'un taureau et l'a contrôlé via un émetteur portable.

Ainsi a commencé l'ère des interfaces neuronales et des technologies qui peuvent améliorer les capacités biologiques humaines. Déjà en 1972, un implant cochléaire était en vente, qui convertissait le son en un signal électrique, le transmettait au cerveau et, en fait, permettait aux personnes souffrant de troubles auditifs graves d'entendre. Et en 1973, le terme «interface cerveau-ordinateur» a été officiellement utilisé pour la première fois - une neurointerface informatique. En 1998, le scientifique Philip Kennedy a implanté la première interface neurale dans un patient - le musicien Johnny Ray. Après un accident vasculaire cérébral, Johnny a perdu sa capacité de bouger. Mais grâce à l'implantation, j'ai appris à déplacer le curseur, ne représentant que le mouvement des mains.

À la suite des scientifiques, l'idée de créer une interface neuronale a été reprise par les grandes entreprises et les startups. L'intention de développer un système qui aidera à gérer des objets avec le pouvoir de la pensée a déjà été annoncée par Facebook et Elon Musk. Certains espèrent des interfaces neurologiques - la technologie permettra aux personnes handicapées de restaurer les fonctions perdues, d'améliorer la réadaptation d'une personne ayant subi un accident vasculaire cérébral ou une blessure à la tête. D'autres sont sceptiques à l'égard de tels développements, estimant que leur utilisation est lourde de problèmes juridiques et éthiques.

Quoi qu'il en soit, il y a suffisamment de gros joueurs sur le marché. Si vous croyez Wikipedia , une partie du développement a déjà été interrompue, mais le reste est assez populaire et abordable.

Qu'est-ce qu'une interface neuronale et comment peut-elle être utile?

Types d'ondes cérébrales

Neurointerface - un système d'échange d'informations entre le cerveau humain et un appareil électronique. Il s'agit d'une technologie qui permet à une personne d'interagir avec le monde extérieur sur la base de l'enregistrement de l'activité électrique du cerveau - un électroencéphalogramme (EEG). Le désir d'une personne d'effectuer une action se reflète dans les changements EEG, qui à leur tour décrypte l'ordinateur.
Les interfaces neuronales sont unidirectionnelles et bidirectionnelles. Les premiers reçoivent des signaux du cerveau ou les lui envoient. Le second peut envoyer et recevoir des signaux en même temps.
Il existe plusieurs méthodes pour mesurer les signaux cérébraux. Ils sont divisés en trois types.

• Non invasif Des capteurs sont placés sur la tête pour mesurer les potentiels électriques créés par le cerveau (EEG) et le champ magnétique (MEG).
• Semi-invasif Les électrodes sont placées sur la surface ouverte du cerveau.
• Invasive . Les microélectrodes sont placées directement dans le cortex cérébral, mesurant l'activité d'un neurone.

Une caractéristique clé de la neurointerface est qu'elle vous permet de vous connecter directement au cerveau. Qu'est-ce que cela peut donner en pratique? Les interfaces neuro, par exemple, sont capables de faciliter ou de changer radicalement la vie de personnes paralysées. Quelqu'un ne peut pas écrire, bouger ou parler. Mais en même temps, leur cerveau fonctionne assez bien. L'interface neuronale permettra à ces personnes d'effectuer certaines actions, en lisant les intentions à l'aide d'électrodes connectées au cerveau.

Une autre option pour utiliser l'interface neuronale a été inventée par des scientifiques américains qui ont développé une cyber prothèse qui peut améliorer la mémoire humaine de 30%. L'appareil génère des impulsions nerveuses qui aident le patient à former de nouveaux souvenirs, à se souvenir des visages des proches. Le développement devrait aider à combattre la démence sénile, la maladie d'Alzheimer et d'autres problèmes de mémoire.

En plus de la santé, les interfaces neuronales peuvent être utilisées pour le développement personnel d'une personne, pour le travail et le divertissement, ainsi que pour interagir avec les autres. Alors, que peuvent offrir les neurotechnologies dans ces domaines d'intérêt?

Amélioration de soi

Peut-être le domaine d'application le plus populaire pour les interfaces neuronales et toutes sortes d'applications est le développement de toutes les capacités humaines. Différentes formations, des systèmes pour le développement des capacités mentales, des systèmes pour changer les comportements, des systèmes de prévention du stress, le TDAH, des systèmes pour travailler avec des états psycho-émotionnels, etc., y sont consacrés. Ce type d'activité a même son propre terme, «Brain Fitness».

Quelle est l'essence de l'idée? À la suite de nombreuses études, certaines idées éprouvées ont été formées sur la façon dont une activité cérébrale particulière correspond aux états de la conscience humaine. Des algorithmes pour déterminer le niveau de pleine conscience, de concentration et de méditation, de relaxation mentale sont apparus. Ajoutez à cela la capacité de lire l'EEG et l'électromyographie (EMG), et en conséquence, nous avons une idée de la condition humaine en ce moment.

Et lorsque vous devez apprendre à provoquer un état psycho-émotionnel spécifique, une personne se forme à l'aide d'un appareil auquel une neurointerface est connectée. Il existe un grand nombre de programmes de visualisation EEG et d'états psycho-émotionnels, nous ne les décrirons pas tous. La formation de l’appel d’une personne à l’état de conscience nécessaire est réalisée à l’aide de la technologie de rétroaction biologique EEG (rétroaction biologique basée sur l’électroencéphalographie).

À quoi cela ressemble dans la pratique: les parents veulent améliorer les performances scolaires de leur enfant et vaincre le TDAH (trouble d'hyperactivité avec déficit de l'attention). Pour ce faire, utilisez un programme spécial (par exemple, de NeuroPlus ), en y choisissant des préréglages pour entraîner les états nécessaires: la pleine conscience, la concentration, la relaxation, la méditation et la prévention de l'hyperconcentration. Choisissez un programme d'entraînement à la concentration. Et ils le lancent.

Le programme offre à l'enfant une séance d'entraînement dans laquelle vous devez maintenir le nombre d'ondes alpha et bêta au-dessus d'un certain niveau. Les vagues ne doivent pas tomber en dessous d'un certain niveau. Dans le même temps, la vidéo sélectionnée par les parents est lue dans la fenêtre du programme. Par exemple, un dessin animé préféré. L'enfant regarde simplement le dessin animé, surveille les niveaux des ondes alpha et bêta et ne fait rien d'autre. BFB entre en jeu. La tâche de l'enfant est de maintenir les niveaux Alpha et Bêta tout au long de l'entraînement.



Si l'un des niveaux tombe en dessous de l'indicateur requis, le dessin animé est interrompu. Dans les premières leçons, l'enfant tentera de revenir consciemment à l'état souhaité afin de regarder le dessin animé. Mais après un certain temps, le cerveau apprendra à revenir indépendamment à cet état quand il en sortira (à condition que le dessin animé soit intéressant pour l'enfant et que l'état de vision soit «confortable» pour le cerveau). En conséquence, l'enfant développe la capacité d'évoquer l'état de concentration requis, ainsi que la capacité de maintenir la concentration à un certain niveau.

Cela a l'air effrayant, mais ne vous précipitez pas pour avoir peur et appelez les autorités de tutelle. Il existe des solutions plus simples basées sur le jeu. Par exemple, Mind The Ant de NeuroSky. La tâche du joueur est de faire pousser la fourmi vers lui dans la fourmilière. Mais pour que la fourmi se déplace sans s'arrêter, vous devez maintenir un certain niveau de concentration au-dessus d'une certaine marque sur l'échelle correspondante.



Lorsque vous vous concentrez sur le processus, la fourmi pousse le sujet. Dès que le niveau de concentration baisse, la fourmi s'arrête et vous perdez du temps, ce qui aggrave votre résultat. À chaque niveau, le jeu devient plus difficile, car le niveau de concentration requis augmente. Des distractions supplémentaires apparaissent également.

À la suite d'une formation régulière, l'utilisateur développe la capacité de maintenir un niveau de concentration et d'attention sur la tâche, indépendamment des facteurs externes ou internes distrayants. Tout est comme dans le sport, il est impossible d'obtenir un corps sportif en allant au centre de fitness plusieurs fois ou en mangeant une canette de protéines. Des études dans le domaine du biofeedback EEG ont montré que le résultat d'une formation de ce type n'apparaît qu'après 20 jours de cours réguliers de 20 minutes chacun.

Divertissement

Les casques Neuro permettent également de s'amuser. Mais tous les jeux et applications de divertissement en parallèle sont également des outils d'auto-développement. Lorsque vous jouez à des jeux via l'interface neuronale, vous utilisez les états conscients de votre conscience pour contrôler les personnages. Et ainsi apprendre à les contrôler.

Le jeu multijoueur Throw Trucks With Your Mind a fait beaucoup de bruit à la fois. Le contrôle des personnages est effectué selon le schéma de tir à la première personne standard, cependant, vous ne pouvez combattre d'autres joueurs qu'avec l'aide d'efforts mentaux. Pour ce faire, les paramètres de concentration et de méditation du joueur sont affichés sur le moniteur du jeu.

Pour lancer une boîte, un camion ou tout autre objet de l'environnement de jeu dans un adversaire, vous devez le soulever en l'air à l'aide de votre force mentale, puis le lancer sur l'adversaire. Vous pouvez aussi «voler», par conséquent, dans l'escarmouche, le gagnant est celui qui utilise la capacité de se concentrer et de méditer plus efficacement. Combattre le pouvoir de l'esprit avec de vrais adversaires était très excitant. Parmi les jeux les plus récents, mentionnons Zombie Rush de MyndPlay.

Les fabricants proposent des options de jeu plus détendues. Voici, par exemple, un examen intéressant de plusieurs applications de jeu populaires à la fois. Le jeu MyndPlay Sports Archery Lite mérite également d'être mentionné. C'est simple: vous devez effectuer trois tirs à l'arc et marquer un maximum de points. Pour chaque tir, vous pouvez obtenir jusqu'à 10 points. À l'aide de la séquence vidéo, le jeu vous plonge dans son environnement, après quoi votre personnage peut commencer à viser la cible. Un indicateur du niveau de concentration apparaît dans la fenêtre du lecteur. Plus la concentration est élevée, plus la flèche se rapproche des dix premiers. Dans le deuxième coup, pour entrer il faut entrer dans un état de méditation. Dans le troisième coup, la concentration est de nouveau requise. C'est ainsi que le jeu présente des fonctionnalités intéressantes des interfaces neuronales.

En plus des jeux, il existe des films neuronaux interactifs. Imaginez: vous vous êtes assis sur un canapé, avez mis un casque et tourné un film interactif sur les patineurs. À un moment donné, un moment survient lorsque le patineur accélère et s'apprête à sauter. À ce stade, vous devez devenir patineur vous-même pour vous concentrer sur le saut et maintenir le niveau de concentration de la conscience jusqu'à ce que le personnage termine le saut. Avec une concentration suffisante (proportionnelle à la vie réelle et au niveau qui sera nécessaire dans la réalité), le patineur du film réussira le saut et l'intrigue ira plus loin jusqu'à la prochaine fourchette interactive. Si la concentration était telle, le patineur tombera et le film suivra un scénario différent.

De la même manière, un film d'action dans le style de Guy Ritchie, ainsi qu'un certain nombre d'autres films ont déjà été tournés. En fait, l'intrigue et la fin du film dépendent directement de vos efforts. Et ça a l'air très intéressant.


Logique simple et ramifiée de développement de parcelles

Application au travail

En plus des programmes de formation et de divertissement, les développeurs ont créé un grand nombre d'applications conçues pour un usage professionnel. Un exemple est le programme MindRec, qui a été créé pour les psychologues médicaux, sportifs, ordinaires et les psychologues travaillant avec des représentants des forces de l'ordre.

Comment est-il utilisé? Un homme met un casque neuro, un psychologue lance un programme et commence une session. Pendant la session, les informations suivantes sont surveillées et enregistrées dans la mémoire de l'ordinateur, à savoir: le niveau de concentration, l'attention, le niveau de méditation, le signal EEG brut, dans plusieurs types de visualisation à la fois, dans la plage de 0 à 70 Hz. Signaux, divisés par des gammes de fréquences qui composent le spectre du signal principal. La répartition se décompose en 8 gammes: Delta, Theta, Low Alpha, High Alpha, Low Beta, High Beta, Low Gamma, High Gamma. Si nécessaire, enregistrement audio et vidéo des actions du psychologue patient.

Le matériel enregistré peut être revu en voyant tout ce qui a été affiché en temps réel pendant la session. Si le psychologue n'a pas remarqué quelque chose à la fois, alors lors de la deuxième étude de la session ou de la formation, il peut étudier les changements dans les réactions ondulatoires du cerveau, les comparer avec les informations audiovisuelles. Il s'agit d'un outil très précieux pour tout spécialiste dans ce domaine.

Une autre option est le neuromarketing. Le casque neuro vous permet de mener des recherches marketing, car il montre la réponse émotionnelle d'une personne à certains stimuli marketing. C'est beaucoup plus efficace, car lors des entretiens et des interrogatoires, les gens sont loin d'être toujours honnêtes dans leurs réponses. Et les neurosciences vous aideront à voir la vraie réponse, honnête et impartiale. Après avoir réuni un groupe de discussion et testé à l'aide d'un casque neuro, vous pouvez obtenir des résultats plus conformes à la réalité.

Interaction avec des appareils externes

Un autre domaine de travail intéressant avec les casques neuro est la télécommande des appareils externes. Les jeux de course, qui permettent la compétition entre deux, trois et quatre participants, sont très appréciés des enfants, par exemple. Voici un exemple bien connu de tels jeux:


Vous voulez vous adonner à autre chose? S'il vous plaît, voici d'autres développements qui sont également devenus populaires.

Puzzlebox Orbit Helicopter



Un hélicoptère jouet contrôlé par le pouvoir de la pensée. La version standard vous permet de contrôler l'altitude de vol de l'hélicoptère, mais il existe de nombreux ajouts qui transforment ce jouet en un entraîneur puissant pour la forme physique du cerveau. La revue était sur Habré .

Lampe Zen



La lampe reflète votre état psycho-émotionnel sous la forme d'une lueur d'une certaine couleur. Idéal pour développer des compétences de méditation.

Entraîneur de force II



La petite chose la plus amusante. Crée une image holographique de l'environnement de jeu et des objets à l'intérieur d'une pyramide transparente. Et le joueur, en utilisant les commandes du cerveau, contrôle ces objets.

Necomimi



Les oreilles de chat Mi-mi-bear sont devenues un succès partout dans le monde. L'appareil est complètement autonome et ne nécessite pas de connexion à un ordinateur ou à un smartphone. L'utilisateur met les oreilles, les allume et a la possibilité de démontrer leur humeur (état psycho-émotionnel) en bougeant ces oreilles. À propos, un produit similaire, fabriqué sous la forme d'une queue , n'est pas devenu populaire même à la maison, au Japon. Où dans ce cas le casque a été inséré, vous pouvez y penser vous-même.

Casque Neuro - divertissement ou un outil utile?

En lisant l'article, il peut sembler que les interfaces neuronales et les casques sont principalement destinés à divertir une personne ou à l'amuser avec FAC. Cependant, c'est complètement faux. Un casque neuro, couplé à un logiciel approprié, pourrait bien aider à développer un membre après de graves dommages, réduire les conséquences négatives des blessures graves. Par conséquent, les scientifiques utilisent activement la neurotechnologie pour aider les gens.

Par exemple, en 2016, des scientifiques américains de l'Université Johns Hopkins ont créé une interface neuronale qui permet de contrôler les doigts individuels d'une prothèse biomécanique. Et un an plus tard, leurs collègues autrichiens de l'Université de Graz ont développé un système pour écrire de la musique en utilisant le pouvoir de la pensée. Il est conçu pour les personnes handicapées musicalement douées.

Des spécialistes de l'Université de Californie, à l'aide de la neuro-interface, de la stimulation et de la suspension neuromusculaires, ont appris à marcher une personne paralysée sous la taille. Et des chercheurs brésiliens, ainsi que des collègues des États-Unis, de la Suisse et de l'Allemagne, ont pu restaurer partiellement la moelle épinière chez les patients en utilisant la neurointerface, la réalité virtuelle et l'exosquelette. Des développements sont également en cours pour interagir avec les patients atteints du syndrome de "l'homme verrouillé". La technologie aidera à identifier ces patients, à communiquer avec eux et à rétablir le contrôle du corps.

Facebook a commencé à travailler sur une neuro-interface non invasive qui aidera les utilisateurs à taper sans clavier. Nissan a développé une interface cerveau-machine pour lire dans les pensées pendant la conduite afin de réduire les temps de réaction. Mais Elon Musk veut connecter le cerveau à l'ordinateur afin d'éviter la capture du monde par l'intelligence artificielle.

Jusqu'à présent, les entreprises russes ne peuvent se targuer d'un grand nombre de réalisations dans le domaine de la neurotechnologie. Cependant, Rostec a récemment introduit un modèle de pré-production d'un appareil qui aidera à échanger des informations entre le cerveau et un appareil externe. Le casque a été développé par l'Institut des machines de contrôle électronique (INEUM) nommé d'après I. S. Brook. On suppose que l'interface neuronale vous permettra de contrôler les appareils électroniques et électromécaniques: prothèses, véhicules.

Ce qui attend le marché des interfaces neuronales

Selon les prévisions de Grand View Research , le marché mondial des interfaces informatiques d'ici 2022 atteindra 1,72 milliard de dollars. Aujourd'hui, le principal domaine d'application des interfaces neuronales est la médecine, mais les domaines du divertissement, ainsi que les secteurs militaire et industriel, se développent activement. Le casque neuro pour contrôler un robot de combat n'est plus seulement le doux fantasme des personnes de grande taille en uniforme, mais une tâche complètement résoluble.

Étant donné que les casques neuro offrent un environnement ouvert qui peut être utilisé pour créer votre propre logiciel, la neuroprogrammation privée se développe également. Par exemple, SDKL'un des leaders du marché, NeuroSky, est disponible gratuitement pour les développeurs. Et par conséquent, de plus en plus d'applications utilisent les capacités de cette plate-forme.

Notez que l'initiative de l'introduction généralisée d'interfaces neuronales et de puces pour le cerveau est confrontée non seulement à un soutien, mais aussi à des critiques. D'une part, les neurointerfaces peuvent améliorer le traitement des lésions cérébrales traumatiques, de la paralysie, de l'épilepsie ou de la schizophrénie. D'un autre côté, ces technologies peuvent exacerber les inégalités sociales.

On craint que pour l'introduction d'électrodes chez une personne en bonne santé, il n'y ait ni fondement juridique ni éthique. De plus, l'interface neuronale peut faire du cerveau humain un objet dans lequel les gouvernements, les annonceurs, les pirates, les reptiliens et d'autres personnalités peu susceptibles d'être satisfaits d'une personne normale voudront pénétrer. Et en général, la neurointerface et les casques peuvent changer les caractéristiques d'une personne, affecter sa psyché et son activité en tant qu'individu, fausser la compréhension des gens en tant que créatures physiologiques.

De manière générale, il est clair que les neurotechnologies continueront de se développer. Mais quand ils deviennent vraiment abordables et encore plus efficaces, il est impossible de prédire.

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