Asta-sekin hayotimizga ko'p yangi narsalar kirib kelmoqda. Texnologiyaning rivojlanishi to'xtamaydi va ertaga biz kecha orzu qilishga jur'at etmagan narsa bo'lishi mumkin. Neyrokompyuter interfeysi (NCI) inson miyasi va texnologiya o'rtasidagi aloqani, ularning qisman o'zaro ta'sirini haqiqiy qiladi.
NCI nima?
NCI - bu inson miyasi va elektron qurilma o'rtasida ma'lumot almashish tizimi. Ayirboshlash ikki tomonlama bo'lishi mumkin, elektr impulslari qurilmadan miyaga kelganda va aksincha, yoki faqat bitta ob'ekt ma'lumot olganida bir tomonlama bo'lishi mumkin. Oddiyroq qilib aytganda, NCI "fikr kuchini boshqarish" deb ataladi. Hayotning ko'plab sohalarida allaqachon keng qo'llanilgan juda muhim kashfiyot.
NCI qanday ishlaydi?
Miyaning neyronlari elektr impulslari yordamida bir-biriga ma'lumot uzatadi. Bu olimlar hali to'liq tahlil qila olmaydigan juda murakkab va murakkab tarmoq. Ammo NCI yordamida miya impulslari haqidagi ma'lumotlarning bir qismini o'qish va uni elektron qurilmalarga o'tkazish mumkin bo'ldi. Ular, o'z navbatida, o'zgarishi mumkinharakatga undaydi.
NCIni oʻrganish tarixi
Ta'kidlash joizki, rus olimi I. P. Pavlovning shartli reflekslar haqidagi ishlari NC interfeysini ishlab chiqish uchun asos bo'ldi. Shuningdek, NCIni o'rganishda uning miya yarim korteksining tartibga soluvchi roli bo'yicha o'z ishi muhim rol o'ynadi. IP Pavlovning tadqiqotlari XX asr boshlarida Sankt-Peterburgdagi Eksperimental tibbiyot institutida bo'lib o'tdi. Keyinchalik Pavlovning NC interfeysi yo'nalishidagi g'oyalari sovet fiziologi P. K. Anoxin va sovet va rus neyrofiziologi N. P. Bextereva tomonidan ishlab chiqilgan. Global NCI tadqiqotlari faqat 1970-yillarda Qo'shma Shtatlarda boshlangan. Tajribalar maymunlar, kalamushlar va boshqa hayvonlarda o'tkazildi. Tadqiqotlar davomida eksperimental maymunlar bilan ishlaydigan olimlar miyaning ba'zi joylari ularning oyoq-qo'llarining harakati uchun javobgar ekanligini aniqladilar. Ushbu kashfiyotdan beri NCI ning keyingi taqdiri muhrlangan.
Elektroensefalografiya (EEG)
Elektroensefalografiya - elektrodlarni odam boshiga invaziv bo'lmagan holda biriktirish orqali miyaning elektron impulslarini o'qish usuli. Invaziv bo'lmagan usul - bu elektrodlarni odam yoki hayvonning boshiga, miya yarim korteksiga to'g'ridan-to'g'ri kiritmasdan biriktirilgan usul. EEG usuli nisbatan uzoq vaqt oldin paydo bo'lgan va miya-kompyuter interfeysini rivojlantirishga katta hissa qo'shgan. EEG usuli bugungi kunda ham qo'llaniladi, chunki u arzon va samarali.
NCI bosqichlari
Inson miyasidan keladigan ma'lumotlar qayta ishlanadielektron qurilma to'rt bosqichda:
- Signal qabul qilish.
- Oldin davolash.
- Ma'lumotlarni sharhlash va tasniflash.
- Ma'lumotlar chiqishi.
Birinchi bosqich
Birinchi bosqichda elektrodlar bevosita miya yarim korteksiga kiritiladi (invaziv usul) yoki bosh yuzasiga biriktiriladi (invaziv bo'lmagan usul). Miya hujayralaridan ma'lumotni o'qish jarayoni boshlanadi. Elektrodlar turli harakatlar uchun mas'ul bo'lgan neyronlarning alohida tizimlaridan ma'lumotlarni to'playdi.
Oldin davolash
Miya-kompyuter interfeysining ikkinchi bosqichida qabul qilingan signallar oldindan qayta ishlanadi. Qurilma maʼlumotlarning murakkab tarkibini soddalashtirish, keraksiz maʼlumotlarni va aniq miya signallariga xalaqit beradigan shovqinlarni oʻchirish uchun signal xususiyatlarini ajratib oladi.
Uchinchi bosqich
NDT interfeysining uchinchi bosqichida ma'lumot elektr impulslaridan raqamli kodga talqin qilinadi. Bu miya bergan harakatni, signalni bildiradi. Natijada kodlar tasniflanadi.
Ma'lumotlar chiqishi
Ma'lumot chiqishi to'rtinchi bosqichda sodir bo'ladi. Raqamlangan ma'lumotlar aqliy berilgan buyruqni bajaradigan miyaga ulangan qurilmaga chiqariladi.
Neyroprostetiklar
Miya interfeysini amalga oshirishning asosiy yo'nalishlaridan biri bu tibbiyotdir. Nerv protezlari inson miyasi va uning organlari harakati o'rtasidagi aloqani tiklash, kasallik yoki shikastlanish natijasida shikastlangan organlarni almashtirish, keyinchalik sog'lom tananing funktsiyalarini tiklash uchun mo'ljallangan. NCI ayniqsa falaj yoki oyoq-qo'llari yo'qolgan odamlar uchun yaxshi bo'lishi mumkin. Nerv protezlarini qo'llashda miya-kompyuter interfeysining ishlash printsipi qo'llaniladi. Oddiy qilib aytganda, odamga protez qo'llar yoki oyoqlar o'rnatiladi, ulardan elektron implantlar miyaning ushbu a'zoning harakati uchun mas'ul bo'lgan hududga olib boradi. Neyroprostetiklar ko'plab sinovlardan o'tgan, ammo uni ommaviy qo'llashning qiyinligi shundaki, NCI miya signallarini to'liq o'qiy olmaydi va laboratoriyadan tashqarida kundalik hayotda protezlarni nazorat qilish qiyin. Bir necha yil oldin Rossiya neyroprotezlar ishlab chiqarishni yo'lga qo'ymoqchi edi, ammo hozirgacha bu amalga oshirilmadi.
Eshitish protezlari
Agar protez oyoq-qoʻllari ommaviy bozorda hali paydo boʻlmagan boʻlsa, u holda koxlear implant (eshitish qobiliyatini tiklashga yordam beruvchi protez) uzoq vaqtdan beri qoʻllanilgan. Uni qabul qilish uchun bemorda sezilarli darajada sezuvchanlik eshitish qobiliyati yo'qolishi kerak (ya'ni eshitish vositasining tovushlarni qabul qilish va tahlil qilish qobiliyati buzilgan eshitish qobiliyati). Koxlear implant bilan eshitishni tiklash an'anaviy eshitish vositasi kutilgan natijalarni bermasa qo'llaniladi. Jarrohlik operatsiyasi natijasida implant quloq apparati va boshning qo'shni qismiga joylashtiriladi. Har qanday boshqa miya-mashina interfeysi singari, koxlear implant ham foydalanuvchiga to'liq mos kelishi kerak. Undan qanday foydalanishni o'rganish va implantni yangi quloq sifatida qabul qilishni boshlash uchun bemor uzoq davom etadigan reabilitatsiya kursidan o'tishi kerak.
NCI kelajagi
Yaqinda siz hamma joyda sun'iy intellekt haqida eshitishingiz va o'qishingiz mumkin. Bu ko'pchilikning orzusi amalga oshishini anglatadi - tez orada bizning miyamiz texnologiya bilan simbiozga kiradi. Shubhasiz, bu insoniyat taraqqiyotida yangi davr bo'ladi. Bilim va imkoniyatlarning yangi darajasi. Miya-kompyuter interfeysi tufayli fanning ko'plab sohalarida ko'plab yangi va muhim kashfiyotlar paydo bo'ladi. Tibbiy maqsadlarda foydalanishdan tashqari, NCI allaqachon foydalanuvchini virtual haqiqat qurilmalariga ulashi mumkin. Masalan, virtual kompyuter sichqonchasi, klaviatura, virtual reallik oʻyinlaridagi belgilar va hokazo.
Qo'lsiz boshqaruv
Neyrokompyuter interfeysining asosiy vazifasi - muskullar yordamisiz jihozlarni boshqarish imkoniyatini topish. Ushbu sohadagi kashfiyotlar falaj bilan og'rigan odamlarga harakatda, haydashda va gadjetlarda ko'proq imkoniyatlar beradi. Hozirda NCI inson miyasi va kompyuterning sun'iy intellektini muammosiz birlashtirgan. Bu inson miyasi tamoyillarini chuqur o'rganish tufayli mumkin bo'ldi. Aynan ular asosida NCI va sun'iy intellekt ishlaydigan dasturlar tuziladi.
NTI robototexnikada
Olimlar miyaning ma'lum sohalari mushaklar harakati uchun mas'ul ekanligini aniqlaganlaridan so'ng, ular darhol inson miyasi nafaqat o'z tanasini, balki gumanoid mashinasini ham boshqarishi mumkin degan fikrga keldilar. Hozirda juda ko'p turli xil robotlashtirilgan mashinalar yaratilmoqda. Shu jumladan gumanoidlar. Robotchilar o'zlarining insoniy ishlarida harakat qilishadihaqiqiy odamlarning xatti-harakatlariga taqlid qilish. Ammo hozircha dasturlash va sun'iy intellekt bu vazifani NCI dan biroz yomonroq bajara oladi. NC interfeysidan foydalanib, siz masofadan turib robot a'zolarni boshqarishingiz mumkin. Masalan, insonning kirishi mumkin bo'lmagan joylarda. Yoki zargarlik buyumlari aniqligini talab qiladigan ishlarda.
falaj uchun NCI
Shubhasiz, tibbiyotda miya-kompyuter interfeysi eng koʻp talab qilinadi. Protez qo‘llar, oyoqlarni boshqarish, nogironlar aravachasini aqlingiz bilan boshqarish, smartfonlardagi ma’lumotlarni boshqarish, qo‘lsiz kompyuterlar va hokazo. Agar bu yangiliklar hamma joyda qo‘llanilsa, hozirda harakat qilish imkoniyati cheklangan odamlarning turmush darajasi yaxshilanadi. Miya tanani chetlab o'tib, buyruqlarni darhol qurilmalarga uzatadi, bu esa nogiron odamning atrof-muhitga yaxshiroq moslashishiga yordam beradi. Ammo neyroprostetiklarni sinab ko'rishda mutaxassislar bugungi kungacha yechim topa olmaydigan muammolarga duch kelishadi.
Miya-kompyuter interfeysining ijobiy va salbiy tomonlari
NC interfeysidan foydalanishning afzalliklari ko'p bo'lishiga qaramay, uni ishlatishda kamchiliklar ham mavjud. Tibbiyotda NCI rivojlanishining afzalligi shundaki, inson miyasi (ayniqsa uning korteksi) o'zgarishlarga juda yaxshi moslashadi, buning natijasida NCI interfeysining imkoniyatlari deyarli cheksizdir. Savol faqat yangi texnologiyalarni ishlab chiqish va kashf qilish ortida turibdi. Lekin bu yerda muammolar bor.
Tana toʻqimalarining qurilmalar bilan mos kelmasligi
Birinchi, kirsangizimplantlarni invaziv usulda (to'qimalarning ichida) bemorning to'qimalariga to'liq mos kelishiga erishish juda qiyin. Organik to'qimalarga to'liq implantatsiya qilinishi kerak bo'lgan materiallar va tolalar faqat yaratilmoqda.
Miyaga nisbatan nomukammal texnika
Ikkinchidan, elektrodlar hali ham miya neyronlariga qaraganda ancha sodda. Ular hali miyaning nerv hujayralari osonlik bilan boshqara oladigan barcha ma'lumotlarni uzatish va qabul qila olmaydi. Shuning uchun sog'lom odamning oyoq-qo'llarining harakati neyroprotezlarning harakatiga qaraganda ancha tez va aniqroq bo'ladi va sog'lom quloq koxlear implantatsiyalangan quloqqa qaraganda tovushlarni aniqroq va to'g'ri qabul qiladi. Agar bizning miyamiz qaysi ma'lumotni filtrlash va nimani asosiy deb hisoblash kerakligini bilsa, sun'iy intellektga ega qurilmalarda buni inson tomonidan yozilgan algoritmlar amalga oshiradi. Ular inson miyasining murakkab algoritmlarini takrorlay olmaguncha.
Boshqarish uchun oʻzgaruvchilar juda koʻp
Ba'zi ilmiy institutlar yaqin kelajakda oyoq yoki qo'lning alohida neyroprotezini emas, balki miya yarim falajli odamlar uchun butun ekzoskelet yaratishni rejalashtirmoqda. Ushbu protez shakli bilan ekzoskelet nafaqat miyadan, balki orqa miyadan ham ma'lumot olishi kerak. Tananing barcha muhim nerv uchlari bilan bog'langan bunday qurilma yordamida odamni haqiqiy kiborg deb atash mumkin. Ekzoskelet kiyish butunlay falaj bo'lgan odamga harakat qilish qobiliyatini tiklash imkonini beradi. Ammo muammo shundaki, harakatni amalga oshirish NCIdan talab qilinadigan narsa emas. Ekzoskeletmuvozanatni, harakatlarni muvofiqlashtirishni, kosmosda orientatsiyani ham hisobga olish kerak. Bu buyruqlarning barchasini bir vaqtda bajarish juda qiyin.
Odamlarning yangidan qo'rqishi
Implantni joylashtirishning invaziv boʻlmagan usuli laboratoriya sharoitida samarali boʻladi, ammo oddiy hayotda bu usul unga qoʻyilgan umidlarni qondira olmaydi. Bunday aloqa bilan aloqa zaif, u asosan signallarni o'qish uchun ishlatiladi. Shuning uchun tibbiyotda va neyroprostetikda, qoida tariqasida, ular elektrodlarni tanaga kiritishning jarrohlik usulidan foydalanadilar. Ammo kam odam o'z tanasini va noma'lum texnikani birlashtirishga rozi bo'ladi. Gollivud filmlaridan terminatorlar va kiborglar haqida eshitgan odamlar taraqqiyot va yangiliklardan qo'rqishadi, ayniqsa ular bevosita odamga tegishli bo'lsa.
