Tidak ada batasan untuk kesempurnaan: bagaimana antarmuka saraf membantu manusia


Lebih dari 100 tahun yang lalu, para ilmuwan tertarik pada kemampuan otak dan mencoba memahami apakah mungkin untuk memengaruhinya. Pada tahun 1875, dokter Inggris Richard Caton mampu mendeteksi medan listrik yang lemah pada permukaan otak kelinci dan monyet. Kemudian ada banyak penemuan dan penelitian, tetapi baru pada tahun 1950 Jose Manuel Rodriguez Delgado, profesor fisiologi di Universitas Yale, menemukan perangkat Stimosiver, yang dapat ditanamkan ke otak dan dikendalikan oleh sinyal radio.

Pelatihan dilakukan pada monyet dan kucing. Jadi, stimulasi area otak tertentu melalui elektroda implan memaksa kucing untuk mengangkat kaki belakangnya. Menurut Delgado, hewan itu tidak menunjukkan tanda-tanda ketidaknyamanan selama percobaan tersebut.



Dan 13 tahun kemudian, ilmuwan itu melakukan percobaan yang terkenal - stimulator yang ditanamkan di otak banteng dan mengendalikannya melalui pemancar portabel.

Maka dimulailah era antarmuka saraf dan teknologi yang dapat meningkatkan kemampuan biologis manusia. Sudah pada tahun 1972, implan koklea mulai dijual, yang mengubah suara menjadi sinyal listrik, mengirimkannya ke otak dan, pada kenyataannya, memungkinkan orang dengan gangguan pendengaran yang parah untuk mendengar. Dan pada tahun 1973, istilah "antarmuka otak-komputer" secara resmi digunakan untuk pertama kalinya - sebuah neurointerface komputer. Pada tahun 1998, ilmuwan Philip Kennedy menanamkan antarmuka saraf pertama ke seorang pasien - musisi Johnny Ray. Setelah stroke, Johnny kehilangan kemampuannya untuk bergerak. Namun berkat implantasi, saya belajar menggerakkan kursor, hanya mewakili gerakan tangan.

Mengikuti para ilmuwan, gagasan untuk menciptakan antarmuka saraf diambil oleh perusahaan bisnis besar dan pemula. Niat untuk mengembangkan sistem yang akan membantu mengelola objek dengan kekuatan pemikiran telah diumumkan oleh Facebook dan Elon Musk. Beberapa memiliki harapan untuk neurointerfaces - teknologi akan memungkinkan orang-orang cacat untuk mengembalikan fungsi yang hilang, meningkatkan rehabilitasi seseorang yang telah menderita stroke atau cedera kepala. Yang lain skeptis dengan perkembangan seperti itu, percaya bahwa penggunaannya penuh dengan masalah hukum dan etika.

Bagaimanapun, ada cukup banyak pemain besar di pasar. Jika Anda percaya Wikipedia , beberapa pengembangan sudah dihentikan, tetapi sisanya cukup populer dan terjangkau.

Apa itu antarmuka saraf dan bagaimana itu berguna?



Jenis-jenis Gelombang Otak

Neurointerface - sistem untuk bertukar informasi antara otak manusia dan perangkat elektronik. Ini adalah teknologi yang memungkinkan seseorang untuk berinteraksi dengan dunia luar berdasarkan rekaman aktivitas listrik otak - electroencephalogram (EEG). Keinginan seseorang untuk melakukan beberapa tindakan tercermin dalam perubahan EEG, yang kemudian mendekripsi komputer.
Antarmuka saraf bersifat searah dan dua arah. Yang pertama menerima sinyal dari otak, atau mengirimkannya kepadanya. Yang kedua dapat mengirim dan menerima sinyal pada saat bersamaan.
Ada beberapa metode untuk mengukur sinyal otak. Mereka dibagi menjadi tiga jenis.

  • Non-invasif Sensor ditempatkan di kepala untuk mengukur potensi listrik yang diciptakan oleh otak (EEG) dan medan magnet (MEG).
  • Semi invasif Elektroda ditempatkan di permukaan otak yang terbuka.
  • Invasif . Mikroelektroda ditempatkan langsung di korteks serebral, mengukur aktivitas satu neuron.

Fitur utama dari neurointerface adalah memungkinkan Anda untuk terhubung langsung ke otak. Apa yang bisa diberikan dalam praktik ini? Antarmuka neuro, misalnya, dapat memfasilitasi atau secara radikal mengubah kehidupan orang yang lumpuh. Seseorang tidak dapat menulis, memindahkan atau berbicara. Tetapi pada saat yang sama, otak mereka cukup berfungsi. Antarmuka saraf akan memungkinkan orang-orang ini untuk melakukan tindakan tertentu, membaca niat dengan bantuan elektroda yang terhubung ke otak.

Pilihan lain untuk menggunakan antarmuka saraf ditemukan oleh para ilmuwan Amerika yang mengembangkan prostesis cyber yang dapat meningkatkan memori manusia hingga 30%. Perangkat ini menghasilkan impuls saraf yang membantu pasien membentuk ingatan baru, mengingat wajah kerabat. Pengembangan ini diharapkan dapat membantu memerangi pikun, penyakit Alzheimer dan masalah memori lainnya.

Selain kesehatan, antarmuka saraf dapat digunakan untuk pengembangan pribadi seseorang, untuk pekerjaan dan hiburan, serta untuk berinteraksi dengan orang lain. Jadi, apa yang bisa ditawarkan teknologi neurotek dalam bidang yang diminati ini?

Perbaikan diri




Mungkin area aplikasi yang paling populer untuk antarmuka saraf dan semua jenis aplikasi adalah pengembangan kemampuan manusia. Berbagai pelatihan, sistem untuk pengembangan kemampuan mental, sistem untuk mengubah perilaku, sistem pencegahan stres, ADHD, sistem untuk bekerja dengan keadaan psiko-emosional, dan sebagainya, dikhususkan untuk ini. Kegiatan semacam ini bahkan memiliki istilah tersendiri, "Brain Fitness".

Apa inti dari gagasan itu? Sebagai hasil dari banyak penelitian, beberapa ide terbukti telah dibentuk tentang bagaimana aktivitas otak tertentu sesuai dengan keadaan kesadaran manusia. Algoritma untuk menentukan tingkat perhatian, konsentrasi dan meditasi, relaksasi mental telah muncul. Tambahkan ke ini kemampuan untuk membaca EEG dan electromyography (EMG), dan sebagai hasilnya kita mendapatkan gambaran tentang kondisi manusia saat ini.

Dan ketika Anda perlu belajar bagaimana menyebabkan keadaan psiko-emosional tertentu, seseorang melatih dirinya dengan bantuan perangkat yang terhubung dengan neurointerface. Ada sejumlah besar program visualisasi EEG dan kondisi psiko-emosional, kami tidak akan menjelaskan semuanya. Pelatihan panggilan seseorang tentang kondisi kesadaran yang diperlukan dilakukan dengan menggunakan teknologi biofeedback EEG (umpan balik biologis berdasarkan elektroensefalografi).

Bagaimana kelihatannya dalam praktiknya: orang tua ingin meningkatkan kinerja akademis anak mereka dan mengalahkan ADHD (attention deficit hyperactivity disorder). Untuk melakukan ini, gunakan program khusus (misalnya, dari NeuroPlus ), memilih preset di dalamnya untuk melatih kondisi yang diperlukan: perhatian, konsentrasi, relaksasi, meditasi, dan pencegahan hiperkonsentrasi. Pilih program pelatihan konsentrasi. Dan mereka meluncurkannya.

Program ini menawarkan anak latihan di mana Anda harus menjaga jumlah gelombang alfa dan beta di atas level tertentu. Gelombang seharusnya tidak jatuh di bawah level tertentu. Pada saat yang sama, video yang dipilih oleh orang tua diputar di jendela program. Misalnya saja kartun favorit. Anak itu hanya menonton kartun, memonitor level gelombang Alpha dan Beta dan tidak melakukan hal lain. BFB ikut berperan. Tugas anak adalah untuk mempertahankan tingkat Alpha dan Beta di seluruh latihan.



Jika salah satu level jatuh di bawah indikator yang diperlukan, kartun terputus. Dalam pelajaran pertama, anak akan berusaha untuk secara sadar kembali ke keadaan yang diinginkan untuk menonton kartun. Tetapi setelah beberapa waktu, otak akan belajar untuk secara mandiri kembali ke keadaan ini ketika jatuh keluar (asalkan kartun itu menarik bagi anak, dan keadaan menonton adalah "nyaman" untuk otak). Akibatnya, anak mengembangkan kemampuan untuk membangkitkan kondisi konsentrasi yang diperlukan, serta kemampuan untuk mempertahankan konsentrasi pada tingkat tertentu.

Ini terlihat menakutkan, tetapi jangan terburu-buru untuk takut dan memanggil otoritas perwalian. Ada solusi berbasis game yang lebih sederhana. Misalnya, Mind The Ant dari NeuroSky. Tugas pemain adalah membuat semut mendorong objek ke arahnya di sarang semut. Tetapi agar semut dapat bergerak tanpa henti, Anda perlu mempertahankan tingkat konsentrasi tertentu di atas tanda tertentu pada skala yang sesuai.



Saat Anda berkonsentrasi pada prosesnya, semut mendorong subjek. Begitu tingkat konsentrasi turun, semut berhenti, dan Anda kehilangan waktu, memperburuk hasil Anda. Dengan setiap tingkat, permainan menjadi lebih sulit, karena tingkat konsentrasi yang dibutuhkan meningkat. Gangguan tambahan juga muncul.

Sebagai hasil dari pelatihan reguler, pengguna mengembangkan kemampuan untuk mempertahankan tingkat konsentrasi dan perhatian pada tugas, terlepas dari faktor eksternal atau internal yang mengganggu. Semuanya seperti dalam olahraga, tidak mungkin untuk mendapatkan tubuh olahraga dengan pergi ke pusat kebugaran beberapa kali atau makan sekaleng protein. Studi di bidang biofeedback EEG telah menunjukkan bahwa hasil pelatihan semacam ini hanya muncul setelah 20 hari kelas reguler masing-masing 20 menit.

Hiburan



Headset Neuro juga memungkinkan untuk bersenang-senang. Tetapi semua game dan aplikasi hiburan secara paralel juga merupakan alat untuk pengembangan diri. Saat bermain game melalui antarmuka saraf, Anda menggunakan kondisi sadar kesadaran Anda untuk mengontrol karakter. Dan dengan demikian belajar mengendalikannya.

Game multipemain Throw Trucks With Your Mind membuat banyak kebisingan pada satu waktu. Kontrol karakter dilakukan sesuai dengan skema penembak orang pertama standar, namun, Anda dapat melawan pemain lain hanya dengan bantuan upaya mental. Untuk melakukan ini, parameter konsentrasi dan meditasi pemain ditampilkan di monitor permainan.

Untuk melempar kotak, truk, atau benda lain dari lingkungan permainan ke lawan, Anda harus mengangkatnya ke udara dengan bantuan kekuatan mental Anda, dan kemudian melemparkannya ke arah lawan. Anda juga dapat "terbang", oleh karena itu, dalam pertempuran itu pemenangnya adalah orang yang menggunakan kemampuan untuk berkonsentrasi dan bermeditasi lebih efektif. Melawan kekuatan pikiran dengan lawan nyata sangat menyenangkan. Dari gim-gim yang lebih baru, disebutkan dapat dibuat dari Zombie Rush MyndPlay.

Produsen menawarkan opsi permainan yang lebih santai. Di sini, misalnya, ulasan menarik dari beberapa aplikasi game populer sekaligus. Yang juga layak disebutkan adalah game MyndPlay Sports Archery Lite . Sederhana: Anda perlu membuat tiga tembakan memanah dan mencetak poin maksimum. Untuk setiap tembakan Anda bisa mendapatkan hingga 10 poin. Dengan menggunakan urutan video, gim ini membenamkan Anda dalam lingkungannya, setelah itu karakter Anda dapat mulai membidik sasaran. Indikator level konsentrasi muncul di jendela pemain. Semakin tinggi konsentrasi, semakin dekat panah akan mengenai sepuluh besar. Pada tembakan kedua, untuk masuk diperlukan untuk memasuki keadaan meditasi. Pada tembakan ketiga, konsentrasi diperlukan lagi. Ini adalah bagaimana game menunjukkan fitur menarik dari antarmuka saraf.

Selain permainan, ada film saraf interaktif. Bayangkan: Anda duduk di sofa, mengenakan headset, dan menyalakan film interaktif tentang skater. Pada tahap tertentu, sebuah momen muncul ketika skater berakselerasi dan akan melompat. Pada titik ini, Anda harus menjadi skater sendiri untuk berkonsentrasi pada lompatan dan menjaga tingkat konsentrasi kesadaran sampai karakter menyelesaikan lompatan. Dengan konsentrasi yang cukup (sepadan dengan kehidupan nyata dan tingkat yang akan dibutuhkan dalam kenyataan), skater dalam film akan berhasil melakukan lompatan dan plot akan melangkah lebih jauh ke garpu interaktif berikutnya. Jika konsentrasinya begitu-begitu, maka skater akan jatuh, dan film akan pergi pada jalan cerita yang berbeda.

Dengan cara yang sama, sebuah film aksi dalam gaya Guy Ritchie, serta sejumlah film lainnya, telah diambil. Faktanya, plot dan akhir film secara langsung tergantung pada usaha Anda. Dan itu terlihat sangat menarik.


Logika pengembangan plot yang sederhana dan kuat

Aplikasi dalam pekerjaan




Selain program pelatihan dan hiburan, pengembang telah menciptakan sejumlah besar aplikasi yang dirancang untuk penggunaan profesional. Contohnya adalah program MindRec, yang diciptakan untuk medis, olahraga, psikolog biasa dan psikolog yang bekerja dengan perwakilan lembaga penegak hukum.

Bagaimana ini digunakan? Seorang pria memakai headset neuro, seorang psikolog meluncurkan program dan memulai sesi. Selama sesi, informasi berikut dipantau dan dicatat dalam memori komputer, yaitu: tingkat konsentrasi, perhatian, tingkat meditasi, sinyal EEG mentah, dalam beberapa jenis visualisasi pada suatu waktu, dalam kisaran 0 hingga 70 Hz. Sinyal, dibagi dengan rentang frekuensi yang membentuk spektrum sinyal utama. Rincian dibuat menjadi 8 rentang: Delta, Theta, Alpha Rendah, Alpha Tinggi, Beta Rendah, Beta Tinggi, Gamma Rendah, Gamma Tinggi. Jika perlu, rekaman audio dan video dari tindakan psikolog pasien.

Materi yang direkam dapat ditinjau dengan melihat semua yang ditampilkan secara real time selama sesi. Jika psikolog tidak memperhatikan sesuatu secara bersamaan, maka selama studi kedua sesi atau pelatihan, ia dapat mempelajari perubahan reaksi gelombang otak, membandingkannya dengan informasi audiovisual. Ini adalah alat yang sangat berharga untuk spesialis di bidang ini.

Pilihan lain adalah neuromarketing. Headset neuro memungkinkan Anda melakukan riset pemasaran, karena menunjukkan respons emosional seseorang terhadap rangsangan pemasaran tertentu. Ini jauh lebih efektif, karena ketika wawancara dan menanyai orang tidak selalu jujur ​​dalam jawaban mereka. Dan ilmu saraf akan membantu Anda melihat jawaban yang sebenarnya, jujur ​​dan tidak memihak. Setelah mengumpulkan grup fokus dan diuji menggunakan headset neuro, Anda bisa mendapatkan hasil yang paling konsisten dengan kenyataan.

Interaksi dengan perangkat eksternal


Bidang kerja lain yang menarik dengan headset neuro adalah remote control perangkat eksternal. Game balap, yang memungkinkan kompetisi antara dua, tiga dan empat peserta, sangat populer di kalangan anak-anak, misalnya. Berikut adalah contoh terkenal dari game-game semacam itu:


Ingin menikmati sesuatu yang lain? Tolong, berikut adalah perkembangan lain yang juga menjadi populer.

Helikopter Orbit Puzzlebox



Helikopter mainan yang dikendalikan oleh kekuatan pikiran. Versi standar memungkinkan Anda untuk mengontrol ketinggian penerbangan helikopter, tetapi ada banyak tambahan yang mengubah mainan ini menjadi pelatih yang kuat untuk kebugaran otak. Ulasan ada di HabrΓ© .

Lampu Zen



Lampu mencerminkan kondisi psiko-emosional Anda dalam bentuk cahaya warna tertentu. Ideal untuk mengembangkan keterampilan meditasi.

Pelatih pasukan ii



Hal kecil yang paling lucu. Membuat gambar holografik dari lingkungan permainan dan benda-benda di dalam piramida transparan. Dan pemain, menggunakan perintah otak, mengendalikan benda-benda ini.

Necomimi



Telinga kucing Mi-mi-bear telah menjadi hit di seluruh dunia. Perangkat ini sepenuhnya mandiri dan tidak memerlukan koneksi ke komputer atau smartphone. Pengguna memakai telinga, menyalakannya, dan mendapat kesempatan untuk menunjukkan suasana hati mereka (kondisi psikososial) dengan menggerakkan telinga ini. Ngomong-ngomong, produk serupa, dibuat dalam bentuk ekor , tidak menjadi populer bahkan di rumah, di Jepang. Di mana dalam hal ini headset dimasukkan, Anda dapat memikirkannya sendiri.

Headset neuro - hiburan atau alat yang berguna?




Saat membaca artikel tersebut, mungkin terlihat bahwa antarmuka saraf dan headset dimaksudkan terutama untuk menghibur seseorang atau menghibur mereka dengan FAC. Namun, ini sepenuhnya salah. Headset neuro, ditambah dengan perangkat lunak yang sesuai, dapat membantu mengembangkan anggota tubuh setelah kerusakan parah, mengurangi konsekuensi negatif dari cedera parah. Oleh karena itu, para ilmuwan secara aktif menggunakan neuroteknologi untuk membantu orang.

Sebagai contoh, pada tahun 2016, ilmuwan Amerika dari Johns Hopkins University menciptakan antarmuka saraf yang membantu mengendalikan jari-jari individu dari prosthesis biomekanik. Dan setahun kemudian, rekan Austria mereka dari Universitas Graz mengembangkan sistem untuk menulis musik menggunakan kekuatan pikiran. Ini dirancang untuk para penyandang cacat yang berbakat musik.

Spesialis dari University of California dengan bantuan neuro-interface, stimulasi neuromuskuler dan suspensi diajarkan untuk berjalan seseorang lumpuh di bawah pinggang. Dan para peneliti Brasil, bersama dengan rekan-rekan dari Amerika Serikat, Swiss, dan Jerman, mampu mengembalikan sebagian sumsum tulang belakang pada pasien menggunakan neurointerface, virtual reality dan exoskeleton. Perkembangan juga sedang berlangsung untuk berinteraksi dengan pasien dengan sindrom "pria yang terkunci". Teknologi ini akan membantu mengidentifikasi pasien seperti itu, berkomunikasi dengan mereka, dan juga mengembalikan kontrol atas tubuh.

Facebook telah mulai bekerja pada neuro-interface non-invasif yang akan membantu pengguna mengetik tanpa keyboard. Nissan telah mengembangkan antarmuka mesin otak untuk membaca pikiran saat mengemudi untuk mengurangi waktu reaksi. Tetapi Elon Musk memang ingin menghubungkan otak ke komputer untuk menghindari penangkapan dunia dengan kecerdasan buatan.

Perusahaan-perusahaan Rusia sejauh ini tidak dapat membanggakan sejumlah besar prestasi di bidang neuroteknologi. Namun, Rostec baru-baru ini memperkenalkan model pra-produksi perangkat yang akan membantu pertukaran informasi antara otak dan perangkat eksternal. Helm dikembangkan oleh Institute of Electronic Control Machines (INEUM) I. S. Brook. Diasumsikan bahwa antarmuka saraf akan memungkinkan Anda untuk mengontrol perangkat elektronik dan elektromekanis: prostesis, kendaraan.


Grand View Research , 2022 1,72 . β€” , , . β€” , .

, , , . , SDK , NeuroSky, . , .

, , . , - , , . , .

, , . , , , , , , . , , .

, . - , .

Cloud4Y
β†’ Β« Β»
β†’
β†’ , … :
β†’ Sepak bola di awan - mode atau kebutuhan?
β†’ Biometrik: bagaimana keadaan kita dan dengannya

Source: https://habr.com/ru/post/id458330/


All Articles