Neuralink Ilona Máscara. Cuarta parte: нейрокомпьютерные interfaces

Excéntrico, en el buen sentido de la palabra emprendedor, playboy, filántropo Илон Musk es conocido por todo el mundo. Esto se decidió retirar la humanidad en el cosmos, la colonización de marte, de rechazar desechables de misiles. Esto se decidió hacer un mundo más limpio, пересадив nosotros, con los coches con motor de combustión interna en la autogestión de los coches. Mientras se desarrollan estas empresas, no se sienta con los brazos cruzados. Él concibió la idea de Neuralink, que nos ayuda a ser personas nuevas. Sin fronteras y sin debilidades, como corresponde a un nuevo mundo (ilona de la Máscara). Documentar las ideas locas de la Máscara, como siempre, se ofreció a tim urban con WaitButWhy (él escribió acerca de la inteligencia artificial, la colonización de marte y SpaceX). Presentamos una de las mejores obras de la moderna ficción del periodismo. Siguiente de la primera persona.

En 1969 con el nombre de eberhard Фетц unió a una neurona en el cerebro de un mono con la esfera antes de su persona. Las flechas tenían que moverse, cuando la neurona se despertó. Cuando el mono pensaba así, que despertó la neurona y la flecha se desplazaban, ha recibido el caramelo con sabor a plátano. Con el tiempo, el mono empezaba a progresar en este juego, porque quería más deliciosos chocolates. El mono aprendió a activar independiente de la neurona y se convirtió en el primer jugador que recibió нейрокомпьютерный la interfaz.

En las siguientes décadas, el progreso ha sido muy lento, pero a mediados de los 90, la situación comenzó a cambiar y desde entonces todo se acelera.

Debido a que nuestra comprensión del cerebro y el electrodo de hardware bastante primitivo, de nuestros esfuerzos, generalmente, se centran en la creación de simples interfaces que se utilizarán en las áreas cerebrales que entendemos mejor, tales como el motor y la corteza visual de la corteza cerebral.

Y como las de los experimentos son posibles sólo para las personas que tratan de utilizar НКИ para el alivio de sus sufrimientos — y porque la demanda del mercado se centra en eso, nuestros esfuerzos casi completamente se dedicaron a la recuperación de la perdida de las funciones para las personas con discapacidad.

La industria más grande НКИ futuro, que garanticen la gente mágicos сверхспособностями y transformando el mundo, se encuentran ahora en estado de embrión — y tenemos que regirse por ellos, así como de sus conjeturas, pensando en cómo podría ser el mundo en el 2040, 2060 o en 2100.

Vamos a hacer un recorrido por él.

Este Es un equipo creado por alan Тьюрингом en la década de 1950. Se llama Pilot ACE. La obra maestra de su tiempo.

Ahora, mira esto:

Cuando usted lee los siguientes ejemplos, quiero que tú tenías delante de los ojos de esa analogía —

Pilot ACE es un iPhone 7 mismo

que

cada ejemplo НКИ siguiente es un ______________

p>

— y tratar de imaginar lo que debe estar en el lugar de прочерка. A él volveremos más tarde.

En cualquier caso, de todo lo que he leído y hablado con la gente en esta área, en la actualidad, en el desarrollo de tres grandes categorías de нейрокомпьютерных interfaces:

las Primeras НКИ tipo #1: uso de la motora de la corteza como mando a distancia

Si usted se olvida de motor, la corteza es aquí esta парниша:

Muchas áreas del cerebro para nosotros incomprensibles, pero el motor de la corteza incomprensible para nosotros, menos que otros. Y lo que es más importante, está bien картирована, de una parte de ella controlan partes del cuerpo.

Que es importante, es una de las principales partes del cerebro, que es el responsable de nuestro trabajo. Cuando una persona hace algo, motor de la corteza casi seguro que tira de las cuerdas (al menos en el caso de la física parte de la acción). Por lo tanto, cerebro humano no necesita aprender a usar el motor de la corteza como mando a distancia, porque el cerebro ya la utiliza como tal.

Levante la mano. Ahora baje. Ves??? Tu mano es similar a un pequeño juguete беспилотник, y su cerebro sólo utiliza la corteza motora como un mando a distancia para un avión no tripulado ha volado y regresó de nuevo.

El Objetivo НКИ sobre la base motora de la corteza consiste en conectarse a ella, y luego, cuando el mando a distancia hará que el comando de escuchar este comando y enviarlo a algún aparato que pueda responder a ella. Por ejemplo, en la mano. Un manojo de nervios — el mediador entre su corteza y su mano. НКИ — el mediador entre su motora de la corteza y el ordenador. Todo es muy fácil.

Una de las interfaces de este tipo permite a una persona — generalmente el hombre, al paralítico del cuello o con ампутированной la extremidad, — desplazar el cursor por la pantalla de el poder de la mente.

Todo comienza con 100-contacto многоэлектродной de la matriz, que se implanta en el ojo de la corteza de la persona. Motor de la corteza de un paralítico funciona bien — sólo la médula espinal, que ha servido de intermediario entre la corteza y el cuerpo, dejó de funcionar. Por lo tanto, con имплантированной del electrodo de la matriz de los investigadores dieron la posibilidad a la persona de mover la mano en diferentes direcciones. Incluso si él no puede hacerlo, motor de la corteza funciona normalmente, como si pudiera.

Cuando alguien mueve la mano derecha, su motor de corteza explota la actividad de cada neurona normalmente se interesa sólo un tipo de movimiento. Por lo tanto, una neurona se activa cada vez que el hombre mueve su mano derecha, pero se va a extrañar al movimiento en otras direcciones. Entonces, sólo por este solo нейрону se podría determinar si la persona quiere mover su mano derecha, y cuando no. Pero con el electrodo de la matrizde 100 electrodos de cada uno de ellos va a escuchar independiente de la neurona. Por lo tanto, durante las pruebas, cuando a la persona le piden a mover la mano derecha, por ejemplo, el 38 por 100 de las neuronas registra la actividad de las neuronas. Cuando un hombre quiere mover la mano izquierda, se activa 41 de la otra. En el proceso de conmutación de movimientos en diferentes direcciones y a diferentes velocidades, el equipo recibe los datos de los electrodos y sintetiza en un entendimiento común de los modelos de la activación de las neuronas, correspondiente a la intención de avanzar en los ejes X-Y.

Luego, cuando lo sacan estos datos en la pantalla del ordenador, la persona puede el poder de la mente, "tratando de" mover el cursor, realmente controlar el cursor. Y esto funciona. Con la ayuda de НКИ, vinculados con la motora de la corteza, la empresa BrainGate permitió al muchacho a jugar a un videojuego con un solo de la fuerza del pensamiento.

Y si es 100 neuronas pueden decir a donde quieren mover el cursor, por qué no se le puede decir que, cuando quieren levantar una taza de café y hacer un trago? Eso es lo que ha hecho esta ningunas mujer:

Otra ningunas mujer pudo volar en el simulador de combate F-35, y el mono recientemente con el cerebro ha pasado en silla de ruedas.

¿Y por qué limitarse a entre las manos? El brasileño pionero НКИ miguel Николелис y su equipo construyeron un exoesqueleto, que permitió al paralítico persona hacer la apertura de un golpe en la World Cup.

un Retiro en el tema de la propiocepción

El Movimiento de todas estas "нейропротезов" depende casi exclusivamente de la grabación de las neuronas, pero para estos dispositivos han sido muy eficaz, no debe ser unilateral, sino más bien un lazo, una pista de grabación y de incentivos. Muy pocas veces reflexionamos acerca de este, pero la mayor parte de su capacidad de levantar cosas tiene la obligación de entrante la información sensorial de la que la piel de sus manos envía al cerebro (llamado "проприоцепция"). Онемевшими los dedos muy difícil de encender la cerilla, incluso si usted es completamente sanos. Por lo tanto, para бионические extremidades bien trabajado, se debe tomar y la información sensorial.

La Promoción de las neuronas más difícil su lectura. Como dice el investigador Flip Сабес:

"Si me anotaré el esquema de la actividad, esto no significa que podré volver a crear fácilmente este esquema de la actividad, acaba de perder a su contrario. Pero, si usted grabador y, a continuación, visita de recrear el original el movimiento de uno de los planetas, no se puede simplemente tomar y devolver a la órbita terrestre, porque en ella influirán en el resto del planeta. De manera similar, las neuronas no funcionan de manera aislada, por lo tanto, existe fundamental de la irreversibilidad. Además, con todas las аксонами y дендритами difícil simplemente estimular las neuronas que lo necesite, ya que están muy estrechamente relacionados".

El Laboratorio Флипа tratando de resolver estas cuestiones con el cerebro. Resulta que si recompensar a un mono un sorbo de zumo de naranja, cuando se activa una neurona, con el tiempo, el mono aprende a activar la neurona de la demanda. La neurona será, en cierto modo, un mando a distancia. Por lo tanto, los comandos habituales motora de la corteza es sólo uno de los posibles mecanismos de control. De manera similar, hasta que la tecnología НКИ no sean lo suficientemente buenos para una perfecta estimulación, puede utilizar la llamada también neuroplasticidad del cerebro para el rastreo. Si es demasiado difícil de hacer para que la punta de la бионического dedo tocaba algo y envíe de vuelta la información, que será similar a la sensación de tocar sus propios dedos humanos, el pincel de la mano puede enviar cualquier otra información en el cerebro. Primero te parecerá extraño para el paciente, pero eventualmente el cerebro aprenda a interpretar esta señal como la nueva sensación del tacto. Este concepto se denomina "táctil субституция (sustitución)", y en ella el cerebro contribuye a la creación de НКИ.

En estos desarrollos hay semillas de otros en el futuro de las tecnologías revolucionarias — como interfaces cerebro — el cerebro".

Николелис experimento, en el que el motor de la corteza de una rata en brasil, нажимавшей uno de los dos palancas en la jaula de uno de ellos, que sabía de la rata, le llevará a su placer — se ha relacionado a través de internet motora de la corteza de la otra rata en los estados unidos. La rata en los estados unidos fue en esa jaula, excepto por el hecho de que, a diferencia de las ratas en brasil, no tenía información acerca de cuál de sus dos palancas llevará a su placer — además de las señales que recibe de brasileños de la rata. Durante el experimento, si estadounidense rata correctamente accedía a la palanca, el mismo que тянула rata en brasil, ambas ratas recibieron el premio. Si tiraban incorrecto, no las recibían. Lo interesante es que con el paso del tiempo, la rata se hacían cada vez mejor y mejor, trabajen en conjunto, como un sistema nervioso — aunque no tenía idea de la existencia del otro. El éxito de la americana de la rata sin información era del 50%. Con las señales provenientes del cerebro brasileña de la rata, el éxito ha crecido hasta un 64%. Aquí está el video.

En Parte, esto ha funcionado y en las personas. Dos personas en diferentes edificios trabajado juntos, jugando a un videojuego. Un juego de pigsaw, la otra tenía el controlador. Usando los auriculares eeg, el jugador que vi el juego, podía, no moviendo las manos, pensar en el movimiento de su mano, para "disparar" en el controlador — y debido a que sus cerebros se comunicaban entre sí, el jugador con el controlador sentía la señal de su dedo, y lo presionabael botón.

las Primeras НКИ tipo #2: artificial de las orejas y los ojos

Hay varias razones por las que dar la vista a los ciegos y el sonido sordo — entre las categorías disponibles нейрокомпьютерных interfaces.

En primer lugar, como motora de la corteza sensorial de la corteza es la parte del cerebro que nos entendemos bastante bien, en parte debido a que tienen una tendencia a bien representar.

En segundo lugar, entre los muchos de los primeros enfoques no necesitamos tener un negocio con el cerebro — se puede interactuar con los lugares donde las orejas y los ojos se conectan con el cerebro, porque es donde más se reunieron la infracción.

Y mientras que la actividad motora de la corteza cerebral ha consistido principalmente en la lectura de las neuronas para recuperar la información de un cerebro artificial órganos de los sentidos funcionan de forma diferente — estimulando las neuronas para el envío de información hacia el interior.

Durante las últimas décadas hemos visto un increíble desarrollo de los implantes cocleares.

un Retiro en el tema de como funciona el oído

Cuando usted piensa que "oye" el sonido, ocurre lo siguiente:

Lo que representamos como el sonido, es el modelo de oscilación de las moléculas de aire alrededor de la cabeza. Cuando гитарная la cuerda, las cuerdas vocales o el viento producen el sonido, él nace debido a la vibración, que empujan a los próximos moléculas de aire, y se expande como un globo, al igual que la superficie del agua se expande hacia fuera en el lugar donde cae la piedra.

Su oído — es una máquina que convierte las vibraciones en impulsos eléctricos. Cada vez que el aire (o agua, o cualquier otro medio, las moléculas que pueden vibrar) entra en el oído, el oído traduce una imagen precisa de la vibración en el hervidor de código, que luego se envía a las terminaciones nerviosas. Los nervios inician potenciales de acción, que envían el código de la corteza auditiva para su procesamiento. El cerebro recibe la información y la llamamos el proceso de obtención de este tipo específico de información "de oídas".

La Mayoría de los niños sordos o con problemas de audición de las personas no tienen problemas con los nervios o auditiva de la corteza — por lo general tienen problemas con el oído. Su cerebro es tan listo como cualquier otro, de convertir los impulsos eléctricos en el oído—, es sólo que su corteza auditiva no recibe impulsos eléctricos, porque la máquina que convierte las vibraciones del aire en estos impulsos, no realiza su trabajo.

El Oído tiene muchas partes, pero es un caracol, en particular, realiza una importante transformación. Cuando las vibraciones entran en el líquido de la cóclea, miles de finos pelos, устилающих, vibración y de la célula, que se adjuntan a estos pelos, convierten la energía mecánica de las vibraciones en señales eléctricas que luego excita el nervio auditivo. Así es como se ve:

El Caracol también ordena entrante sonido de frecuencia. He aquí un divertido diagrama que muestra por qué los sonidos bajos se procesan a finales de los caracoles, y los altos — en el principio (y por qué el oído puede oír el sonido en una determinada máxima y mínima de frecuencias):

Un implante Coclear es un equipo pequeño, el cual en un extremo de un micrófono (que se sienta en el oído), y en el otro el cable que se conecta con la matriz de electrodos que recubren el caracol.

El Sonido entra en el micrófono (pequeño gancho en la parte superior de la oreja) y entra en la pieza de color marrón, que procesa el sonido, para filtrar las menos útiles de frecuencia. A continuación, marrón pieza transmite la información a través de la piel, a través de la toma de inducción, en el otro componente del equipo, que convierte la información en impulsos eléctricos y la envía a la cóclea. Los electrodos se filtran los impulsos de frecuencia, como un caracol, y estimulan el nervio auditivo, como el vello de la cóclea. Así es como se ve desde el exterior:

En Otras palabras, un oído artificial realiza la misma función para convertir el sonido en impulsos y la transferencia en el nervio auditivo, como se tratara de una oreja.

Pero esto no es ideal. ¿Por qué? Porque para mandar el sonido al cerebro con la misma calidad, como una oreja, es necesario 3500 de los electrodos. La mayoría de los implantes cocleares que contiene un total de 16. Грубовато.

Pero ya que estamos en época de Pilot ACE — por supuesto, грубовато.

Sin Embargo, hoy en un implante coclear permite a la gente a escuchar el discurso y hablar, y eso es bueno.

Muchos padres de niños sordos les ponen los implantes cocleares en годовалом edad.

En el mundo de la ceguera se produce es similar a una revolución en la forma de un implante de retina.

La Ceguera es a menudo el resultado de la enfermedad de la retina. En este caso, el implante puede desempeñar una función similar para la vista, como un implante coclear para la audición (aunque no de manera tan directa). Se hace lo mismo que el normal de los ojos, transmitiendo la información de los nervios en forma de impulsos eléctricos, como lo hacen los ojos.

Una interfaz Más avanzada que la de un implante coclear, el primer implante de retina fue aprobado por la FDA en 2011 — se les hacía el implante de Argus II, fabricado Second Sight. El implante de retina se ve así:

Y funciona así:

El Implante de retina tiene 60 sensores. En la retina de cerca de un millón de neuronas. Грубовато. Pero a ver borrosas de los bordes, formas, juegos de luz y las tinieblas es significativamente mejor que no ver nada en absoluto. Lo que es particularmente interesante, para lograr una buena vista no necesita un millón de sensores de simulación llevado a suponer que 600-1000 de los electrodos será suficiente para el reconocimiento de las personas y de la lectura.

las Primeras НКИ tipo #3: la estimulación cerebral profunda

A partir de finales de la década de 1980,profunda y la estimulación del cerebro se convirtió en un vulgar instrumento, que todo así como está cambiando la vida de muchas personas.

También es una categoría de НКИ, que no están relacionados con el mundo externo es el uso de нейрокомпьютерных interfaces para el tratamiento o la mejora de uno mismo, de cambiar algo en su interior.

Lo que sucede aquí, es de uno o dos electrodos de alambre, generalmente con cuatro camas электродными de terrenos, que se introducen en el cerebro y a menudo se encuentran en el sistema límbico. A continuación, en la parte superior del tórax un pequeño implante de marcapasos y conectan a los electrodos. Así:

A Continuación, los electrodos pueden emitir una pequeña carga de necesidad, que es útil para muchos de los importantes piezas. Por ejemplo:

• reducción de los temblores en las personas con la enfermedad de parkinson
• reducción de la severidad de los ataques
• reducción de los trastornos obsesivo-compulsivos

En el marco de los experimentos (es decir, hasta que sin la aprobación de la FDA) de los científicos fueron capaces de mitigar ciertos tipos de dolor crónico, como la migraña o el fantasma del dolor en las extremidades, para curar la ansiedad o la depresión al trastorno por estrés postraumático, o en combinación con la estimulación muscular de recuperar algunas roto los esquemas de funcionamiento cerebrales, que se ha descompuesto después de un derrame cerebral o neurológico de la enfermedad.

* * *

Aquí, en este estado se encuentra aún poco desarrollada área НКИ. Y en este momento tiene la Илон de Máscaras. Para él y para Neuralink, moderno НКИ-industria — es el punto a. Mientras estudiamos el pasado a lo largo de todos estos artículos, hasta llegar al momento presente. Ahora es el momento de mirar hacia el futuro para saber lo que es el punto B y cómo llegar a él.

A Continuación.