Kansallisen tutkimuksen ydinlaitoksen "MEPhI" (NRNU MEPhI) osallistuessa järjestetty XX kansainvälinen tieteellinen ja tekninen konferenssi "Neuroinformatics-2018" kokosi Moskovaan suurimmat asiantuntijat keinotekoisten hermoverkkojen, neurobiologian ja systeemifysiikan aloilla. Konferenssin osallistujien vilkas kiinnostus herätti Korkeamman kauppakorkeakoulun bioelektristen rajapintojen keskuksen, Duke-yliopiston vanhempien tutkijoiden johtajan Mikhail Lebedevin raportin viimeisimmästä kehityksestä aivot-tietokone -rajapinnan luomisen alalla. Tutkija kertoi MIA: n "Russia Today" -hankkeen "Social Navigator" MIA: n kirjeenvaihtajalle tutkimuksen tärkeydestä tällä alueella.
Mihail Albertovich, mikä on "aivo-tietokone" -rajapinta ja mihin se on tarkoitettu?
- Tämä on laite, joka lukee aivosignaaleja ikään kuin lukee ajatuksia ja lähettää nämä signaalit joihinkin ulkoisiin laitteisiin.
Aivojen ja tietokoneiden välisen rajapinnan ensimmäinen tehtävä on palauttaa motorisoituneiden potilaiden motoriset toiminnot.
Selkäydinvaurion vuoksi ihminen keskeyttää usein aivojen ja käsivarsien ja useammin jalojen välisen yhteyden. Mutta aivot pysyvät täysin normaalina ja sisältävät kaikki alueet, jotka voivat toistaa liikkeen. Siksi tallentamalla kaikki aivosignaalit, dekoodaamalla ne ja ohjaamalla niitä proteeseille tai stimuloimalla itse ihmisen lihaksia, voimme palauttaa liikkeen.
Potilaat, joilla on amyotrofinen lateraaliskleroosi, ovat täysin halvaantuneita, eivätkä he pysty kommunikoimaan ulkomaailman kanssa millään tavalla, vaikka heidän tietoisuutensa toimii täydellisesti. He tarvitsevat viestintävälineitä, joten luemme signaaleja heidän aivoistaan ja yhdistämme ne tietokoneeseen. Tämän avulla potilaat voivat lähettää signaaleja ulospäin ja kommunikoida muiden ihmisten kanssa.
Tarjoavatko uudet rajapinnat potilaille muita vaihtoehtoja?
- Kyllä, ne auttavat poistamaan erilaisia aistivaurioita. Esimerkiksi halvaantunut henkilö lakkaa tuntemasta halvaantuneita kehon osia, vaipokipu tulee sen sijaan. Stimuloimalla aivoja toisaalta voimme keinotekoisesti indusoida kadonneen sensaation ja toisaalta poistaa phantom-kipu, joka liittyy myös kehon toimintahäiriöihin.
Mainosvideo:
Voit siirtyä eteenpäin kuvitellaan, että jossain vaiheessa nämä rajapinnat auttavat parantamaan aivojen toimintaa, jopa terveillä ihmisillä.
On jo yrityksiä, jotka sanovat "Yhdistämme sinut videopeliin" ja niin edelleen. Tämä on tietysti huijaus, koska ne eivät tallenna todellisia aivosignaaleja, vaan tallentavat joitain muita signaaleja, jotka liittyvät kehon liikkeeseen tai kasvojen lihaksen myografiseen aktiivisuuteen.
Mutta tähän voit pyrkiä. Toistaiseksi tällainen "aivojen parantaminen" ei ole välttämätöntä terveelle henkilölle, mutta voin hyvin kuvitella tilanteen tulevaisuudessa, jolloin on muodikasta olla implantti, kytkeä se laitteisiin ja jollain tavalla käyttää.
Etkö usko, että se on pelottavaa?
- Kyllä, tässä on jonkin verran vaaraa, ja nyt filosofit ja eetikot ajattelevat näitä kysymyksiä. Mutta toistaiseksi tällaisten implanttien kehittäminen ja toteuttaminen on kaukana tulevaisuudennäkymistä, ei edes huomenna, vaan ylihuomenna.
Voiko aivojen ja tietokoneiden rajapinnan tutkimus antaa impulssin robotiikan kehittämiselle?
- Erinomainen fyysikko Richard Feynman halusi sanoa: "Aion ymmärtää jotain vasta, kun pystyn siihen."
On helppo kuvailla rajapinnan toimivuutta - yhdistämme sen aivoihin, palautamme motoriset toiminnot ja niin edelleen. Kaikki on selvää ja ymmärrettävää. Mutta tämän toteuttaminen käytännössä on täysin eri asia.
Täysin uusia haasteita robottille on syntymässä. Sanotaan kuinka luoda eksoskeletto halvaantuneelle potilaalle.
Tällä hetkellä täysin halvaantunutta potilasta ei voida vielä sijoittaa eksosketoon. Robotiikka ei ole vielä valmis tähän - henkilö on liian raskas, ja on erittäin vaikea tasapainottaa painoaan pystyssä.
Mutta jo olemassa on eksosketjuja halvaantuneiden jalkojen potilaille, he käyttävät kainalosatuja kävellessään ja kuntoutetaan täydellisesti. Kävellessä tällainen potilas on ulkoisesti lähes erotettavissa terveestä henkilöstä. Ja näemme kuinka erilaiset tieteenalat lähentyvät tämän ongelman ratkaisemisessa, antavat toisilleen kehityksen, hyödyllisen ja molempia osapuolia hyödyttävän vaihdon.