Przełomowe połączenie mózg - komputer. Możliwe sterowanie grą za pomocą myśli

Mechanizmy łączące mózg z maszyną są od lat przedmiotem badań, jednak to ogłoszenie przez firmę Neuralink Elona Muska udanego wszczepienia chipa do mózgu na nowo rozbudziło zainteresowanie mediów tą technologią. Wcześniejsze rozwiązania bazowały na odkryciach z początku lat 90. i przez długi czas nie ulegały znaczącym zmianom.

Nowe odkrycia i sukcesy rozbudzają wyobraźnię, bo otwierają przed nami wachlarz fascynujących możliwości. Elon Musk wizjonersko zapowiada, że stawiamy pierwszy krok ku przyszłości, w której przywoływanie auta za pomocą myśli, sterowanie komputerami i innymi urządzeniami stanie się codziennością. Część społeczeństwa dostrzega w tych technologiach potencjał usprawnienia codziennego życia, podczas gdy inni zwracają uwagę na kwestie prawne i etyczne związane z implantacją chipa komputerowego do mózgu. Niezwykle istotne jest również zagadnienie bezpieczeństwa i długofalowych skutków dla organizmu człowieka, z uwzględnieniem zarówno potencjalnych korzyści, jak i ryzyka.

Nowy interfejs bez chipu

Naukowcy z Dell Medical School oraz Cockrell School of Engineering na Uniwersytecie Teksańskim w Austin już teraz opracowują jednak metodę, która nie wymaga wszczepiania chipów. Uczelnia od lat rozwija badania w dziedzinie neurologii, wskazując, że każdego mogą dotknąć problemy neurologiczne. Dlatego zdrowie mózgu i zrozumienie, co je determinuje, jest bardzo istotne i znajduje się w centrum badań, które teraz nabrały nowego kształtu.

Naukowcy mówią o przełomie w łączeniu technologii i ochrony zdrowia, ponieważ opracowane rozwiązanie działa bez skomplikowanej kalibracji dla każdego z badanych. To ważny krok naprzód w dziedzinie interfejsów mózg-maszyna (BCI - Brain Computer Interface) - kompletnych systemów komputerowych, które zamieniają aktywność umysłu w działanie.

• Nadużywanie telefonów przez rodziców niszczy relacje z dziećmi. Poznaj bezpieczne zasady

Nowatorskie rozwiązanie łączy w sobie możliwości uczenia maszynowego z interfejsem mózg-komputer, otwierając nowe możliwości w leczeniu osób z niepełnosprawnością ruchową i innymi schorzeniami. Inżynierom z Uniwersytetu Teksańskiego udało się stworzyć uniwersalny system, który nie wymaga skomplikowanej kalibracji dla każdego użytkownika. Dotychczasowe urządzenia łączące impulsy mózgu z oprogramowaniem komputerowym były uciążliwe w użyciu ze względu na konieczność indywidualnej konfiguracji dla każdego pacjenta. Różnice w funkcjonowaniu mózgów stanowiły główną przeszkodę w popularyzacji interfejsów BCI. Nowe rozwiązanie eliminuje ten problem, umożliwiając szybką adaptację do potrzeb konkretnego pacjenta i automatyczną kalibrację urządzenia. Dzięki temu z narzędzia może korzystać wielu pacjentów, bez potrzeby czasochłonnego dopasowywania go do indywidualnych preferencji.

Bez długiej i żmudnej kalibracji dla każdego pacjenta

- Mówiąc o warunkach klinicznych - ta technologia sprawi, że nie będziemy potrzebować wyspecjalizowanego zespołu do przeprowadzenia procesu kalibracji, który jest długi i żmudny - mówi Satyam Kumar, absolwent w interdyscyplinarnym laboratorium kierowanym przez profesora José del R. Millána. To specjalna jednostka, która powstała w ramach Wydziału Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej w Cockrell School of Engineering oraz Wydziału Neurologii w Dell Medical School.

Do użycia myśli w kierowaniu komputerem wystarczy czepek z elektrodami, który jest podłączany do komputera. Elektrody zbierają dane, mierząc sygnały elektryczne z mózgu, a dekoder interpretuje te informacje i przekłada je na akcję programu. Wśród pierwszych aplikacji była gra komputerowa, w której kieruje się pojazdem. Pozwala ona badaczom także na zbieranie danych, potrzebnych do kalibrowania mechanizmu.

• Zachwyca, ale też przeraża. Poznaj możliwości nowego silnika sztucznej inteligencji Sora AI, który tworzy filmy

Sercem nowego interfejsu jest "dekoder", który pełni podwójną funkcję. Z jednej strony odpowiada za tłumaczenie fal mózgowych na zrozumiałe dla maszyny polecenia, z drugiej strony stanowi bazę danych z informacjami o falach mózgowych użytkowników. Dzięki dekoderowi możliwe jest uniknięcie czasochłonnego procesu kalibracji.

Testowe wyścigi samochodowe

Przeprowadzono testy z wykorzystaniem dwóch różnych mechanizmów. Pierwszy z nich polegał na prostej kalibracji, w której badani kontrolowali równowagę cyfrowego wskaźnika. Drugi natomiast był bardziej złożony i wymagał od użytkowników wyprzedzającego myślenia w celu sterowania wirtualnym samochodem w wyścigu. Chodziło m.in. o prawidłowe pokonywanie zakrętów.

Prace laboratorium prof. Millána nad interfejsami mózg-komputer pomagają badanym wzmacniać plastyczność neuronów, czyli zdolność mózgu do zmian, wzrostu i reorganizacji w czasie. Celem eksperymentów jest poprawa funkcjonowania mózgu pacjentów oraz stworzenie fundamentu dla wykorzystania interfejsów BCI, mających ułatwiać codzienne życie osobom z różnymi schorzeniami.

- Z jednej strony chcemy przełożyć badania BCI na obszar kliniczny, aby pomóc osobom niepełnosprawnym, z drugiej musimy cały czas ulepszyć naszą technologię, aby ułatwić korzystanie z niej i poprawić stan osób niepełnosprawnych - mówi prof. Millán. Szersze badania z osobami z zaburzeniami motorycznymi to ważny etap, by później przetestować narzędzie w większych grupach w warunkach klinicznych.

- Celem tej technologii jest pomaganie ludziom, pomaganie im w codziennym życiu - podkreśla prof. José del R. Millán. Zespół naukowców od kilku lat pracuje także nad wózkiem inwalidzkim sterowanym dzięki interfejsowi mózg-komputer i również na tym polu odnosi sukcesy.

Przemysław Goławski, utexas.edu

wmkor

• Firma Muska wszczepiła bezprzewodowy chip do mózgu człowieka. "Może sterować myszką"
• Neurologia w katalogu priorytetowych dziedzin medycyny. MZ przygotowało projekt nowelizacji