Ensimmäinen osa: Ihmiskolossus
Toinen osa: Aivot
Kolmas osa: Lentäminen neuronipesän yli
Osa neljä: neurotietokoneliitännät
Viides osa: Neuaralink-ongelma
Kuudes osa: Velhojen ikä 1
Kuudes osa: Wizardsin ikä 2
Seitsemäs osa: Suuri fuusio
Mainosvideo:
Vuonna 1969 tutkija nimeltä Eberhard Fetz yhdisti apinan aivojen yhden hermosolun sen kasvojen edessä olevaan kellotauluun. Nuolien piti liikkua, kun neuroni ampui. Kun apina ajatteli, että neuroni aktivoitui ja nuolet siirtyivät, hän sai banaanilla maustetun karkin. Ajan myötä apina alkoi parantua tässä pelissä, koska hän halusi herkullisia makeisia. Apina oppi aktivoimaan erillisen hermosolun ja hänestä tuli ensimmäinen hahmo, joka sai neurotietokoneliitännän.
Seuraavien vuosikymmenien aikana edistyminen oli melko hidasta, mutta 90-luvun puoliväliin mennessä tilanne alkoi muuttua ja siitä lähtien kaikki on kiihtynyt.
Koska ymmärryksemme aivoista ja elektrodilaitteista on melko alkeellista, pyrkimyksemme on suunnata yksinkertaisten rajapintojen luomiseen, joita käytetään parhaiten ymmärrettävillä aivojen alueilla, kuten motorinen aivokuori ja visuaalinen aivokuori.
Ja koska inhimilliset kokeet ovat mahdollisia vain ihmisille, jotka yrittävät käyttää NCI: tä kärsimyksiensä lieventämiseen - ja koska markkinoiden kysyntä on keskittynyt tähän - pyrkimyksemme ovat olleet melkein kokonaan omistettu vammaisten menetettyjen toimintojen palauttamiseksi.
Tulevaisuuden suurimmat ICI-teollisuudenalat, jotka tarjoavat ihmisille maagisia supervoimia ja muuttavat maailmaa, ovat nyt alkion tilassa - ja meidän on ohjattava heitä, samoin kuin omia arvauksiamme ajatellen, millainen maailma voisi olla vuosina 2040, 2060 tai 2100.
Mennään heidän läpi.
Tämä on Alan Turingin vuonna 1950 luoma tietokone. Sitä kutsutaan Pilot ACE: ksi. Ajan mestariteos.
Katsokaa nyt tätä:
Kun luet alla olevia esimerkkejä, haluan sinun pitävän tätä analogiaa silmiesi edessä -
Pilot ACE on sama iPhone 7: ssä
kuin
kukin alla olevista esimerkeistä koskee _
- ja yritä kuvitella, minkä viivan pitäisi olla paikallaan. Palaamme siihen myöhemmin.
Joka tapauksessa kaikesta, mitä olen lukenut ja keskustellut alan ihmisten kanssa, kehityksessä on tällä hetkellä kolme pääryhmää hermotietokoneliitäntöjä:
Ensimmäinen NCI-tyyppi # 1: moottorikuoren käyttö kauko-ohjaimena
Jos unohdit, moottorikuori on tämä kaveri:
Monet aivojen alueet ovat meille käsittämättömiä, mutta motorinen aivokuori on vähemmän ymmärrettävä meille kuin muut. Ja mikä tärkeintä, se on hyvin kartoitettu, sen yksittäiset osat ohjaavat yksittäisiä kehon osia.
Tärkeää on, että tämä on yksi suurista aivojen alueista, joka on vastuussa työstämme. Kun henkilö tekee jotain, motorinen aivokuori vetää melkein varmasti jouset (ainakin toiminnan fyysinen puoli). Siksi ihmisen aivojen ei tarvitse oppia käyttämään motorista aivokuorta kaukosäätimenä, koska aivot käyttävät sitä jo sellaisenaan.
Nosta kätesi. Laita se nyt alas. Näetkö? Käsi on kuin pieni lelu-drone, ja aivosi yksinkertaisesti käyttävät moottorikuorta kaukosäätimenä ottaakseen drone pois ja takaisin.
Motorisen aivokuoren pohjalta tehtävän NCI: n tarkoituksena on muodostaa yhteys siihen ja sitten, kun kaukosäädin laukaisee komennon, kuulla komento ja lähettää se jollekin laitteelle, joka voi vastata siihen. Esimerkiksi käsillä. Nippu hermoja on välittäjä aivokuoren ja kätesi välillä. NCI on välittäjä motorisen aivokuoren ja tietokoneen välillä. Se on yksinkertaista.
Yksi tämän tyyppisistä rajapinnoista antaa henkilölle - yleensä niskasta halvaantuneelle tai amputoidulla raajalla olevalle henkilölle - mahdollisuuden siirtää kohdistinta näytöllä mielellään.
Kaikki alkaa 100-napaisesta monielektrodimatriisista, joka istutetaan ihmisen motoriseen aivokuoreen. Halvautuneen henkilön motorinen aivokuori toimii hyvin - vain selkäydin, joka toimi välittäjänä aivokuoren ja kehon välillä, lakkasi toimimasta. Siten implantoidun elektrodiryhmän avulla tutkijat antoivat henkilön liikkua käsivarttaan eri suuntiin. Vaikka hän ei kykene siihen, moottorikuori toimii normaalisti, ikään kuin hän voisi.
Kun joku liikuttaa käsivarttaan, heidän motorinen aivokuori räjähtää aktiivisuudella - mutta jokainen hermosolu on yleensä kiinnostunut vain yhdestä liiketyypistä. Siksi yksi neuroni voi laukaista aina, kun henkilö siirtää kätensä oikealle, mutta kyllästyy, kun hän liikkuu muihin suuntiin. Sitten vain yksi tästä neuronista pystyi määrittämään, milloin henkilö haluaa siirtää kätensä oikealle ja milloin ei. Mutta kun elektrodiryhmässä on 100 elektrodia, kukin kuuntelee erillistä neuronia. Siksi testien aikana, kun henkilöä esimerkiksi pyydetään siirtämään kättään oikealle, 38 sadasta neuronista tallentaa neuronien toiminnan. Kun henkilö haluaa siirtää kätensä vasemmalle, aktivoituu 41 muuta. Harjoittellessasi liikkeitä eri suuntiin ja eri nopeuksilla,tietokone vastaanottaa dataa elektrodeista ja syntetisoi ne yleiseksi käsitykseksi hermosolujen aktivaatiomallista, mikä vastaa aikomuksia liikkua XY-akseleita pitkin.
Sitten, kun henkilö näyttää nämä tiedot tietokoneen näytöllä, ihminen voi ajatuksen voimalla "yrittää" siirtää kohdistinta, todella ohjata kohdistinta. Ja se toimii. BrainGate antoi pojalle mahdollisuuden pelata videopeliä vain ajatuksen voimalla käyttämällä moottorikorttiin kytkettyjä NCI: itä.
Ja jos 100 hermosolua voi kertoa sinulle, mihin he haluavat siirtää kohdistimen, miksi he eivät voi kertoa sinulle, kun he haluavat noutaa kahvia ja siemailla? Näin tämä halvaantunut nainen teki:
Toinen halvaantunut nainen onnistui lentämään F-35-hävittäjäsimulaattorilla, ja apina ratsasti äskettäin pyörätuolissa aivojaan käyttäen.
Ja miksi rajoittaa vain käsiin? NKI: n brasilialainen tienraivaaja Miguel Nicolelis ja hänen tiiminsä rakensivat kokonaisen eksoskeletonin, joka antoi halvaantuneen mahdollisuuden aloittaa potkun MM-kisoissa.
Tämä kehitys sisältää siemeniä tuleville vallankumouksellisille tekniikoille, kuten aivojen ja aivojen väliset rajapinnat.
Nicolelis suoritti kokeen, jossa yhden rotan motorinen aivokuori Brasiliassa, joka painoi yhden kahdesta vipusta häkissä - joista yksi rotta tiesi nauttivansa, oli kytketty Internetin välityksellä toisen rotan motoriseen aivokuoreen Yhdysvalloissa. Yhdysvaltojen rotta oli samanlaisessa häkissä, paitsi että toisin kuin Brasilian rotalla, hänellä ei ollut tietoja siitä, mikä hänen kahdesta vipustaan miellyttäisi häntä - lukuun ottamatta Brasilian rotalta saamiaan signaaleja. Kokeen aikana, jos amerikkalainen rotta valitsi oikein vivun, saman rotan vetämän Brasiliassa, molemmat rotat saivat palkkion. Jos he vetivät väärän, he eivät saaneet sitä. Mielenkiintoista on, että ajan myötä rotat paranivat ja työskentelivät yhdessä, kuten yksi hermosto - vaikka heillä ei ollut aavistustakaan toistensa olemassaolosta. Amerikkalaisen rotan menestys ilman tietoja oli 50%. Signaalien tullessa Brasilian rotan aivoista onnistumisaste nousi 64 prosenttiin. Tässä on video.
Osittain se toimi myös ihmisillä. Kaksi ihmistä eri rakennuksissa työskenteli yhdessä pelatessaan videopeliä. Yksi näki pelin, toinen piti ohjainta. Yksinkertaisten EEG-kuulokkeiden avulla pelaaja, joka näki pelin, voisi ajatella liikkumatta kättään "ampua" ohjainta - ja koska heidän aivonsa olivat yhteydessä toisiinsa, pelaaja, jolla oli ohjain, tunsi signaalin sormessaan ja painoi painiketta.
Ensimmäinen NCI-tyyppi # 2: keinotekoiset korvat ja silmät
On olemassa useita syitä sille, miksi sokeille ja kuuroille kuulostaminen on yksi eniten saatavilla olevista neurotietokoneliitäntöjen luokista.
Ensinnäkin, aivokuori, kuten motorinen aivokuori, ovat aivojen osia, jotka ymmärrämme melko hyvin, osittain siksi, että ne kartoittavat hyvin.
Toiseksi monien ensimmäisten lähestymistapojen joukossa meidän ei tarvinnut käsitellä aivoja - voisimme olla vuorovaikutuksessa niiden paikkojen kanssa, joissa korvat ja silmät yhdistyvät aivoihin, koska häiriöt olivat yleisimpiä.
Ja vaikka aivojen motorisen aivokuoren toiminta oli lähinnä hermosolujen lukemista tietojen keräämiseksi aivoista, keinotekoiset aistit toimivat eri tavalla - stimuloimalla hermosoluja lähettämään tietoa sisäänpäin.
Viime vuosikymmenien aikana olemme nähneet uskomattoman kehittyneen sisäkorvaistutteen.
Sisäkorvaistute on pieni tietokone, jonka toisessa päässä on mikrofoni (joka istuu korvallasi), ja toisessa johtimessa, joka yhdistää simpukan ympärillä olevien elektrodien joukkoon.
Ääni tulee mikrofoniin (pieni koukku korvan yläosassa) ja menee ruskeaan juttuun, joka prosessoi äänen vähemmän hyödyllisten taajuuksien suodattamiseksi. Ruskea asia välittää sitten tiedot ihon läpi sähköisen induktion kautta toiseen tietokoneen osaan, joka muuntaa tiedot sähköisiksi impulsseiksi ja lähettää ne simpukkaan. Elektrodit suodattavat impulsseja taajuudella kuten simpukka ja stimuloivat kuulohermoa kuten simpukan karvat. Näin se näyttää ulkopuolelta:
Toisin sanoen, keinotekoinen korva suorittaa saman toiminnon, joka muuntaa äänen impulsseiksi ja välittää sen kuulohermoon kuin normaali korva.
Mutta tämä ei ole ihanteellinen. Miksi? Koska äänen lähettämiseksi aivoihin samalla laadulla kuin normaalilla korvalla, tarvitset 3500 elektrodia. Useimmat sisäkorvaistutteet sisältävät vain 16. Karkea.
Mutta olemme ACE-lentäjä-aikakaudella - tietysti töykeä.
Siitä huolimatta tämän päivän sisäkorvaistute antaa ihmisille mahdollisuuden kuulla puhetta ja puhua, mikä on jo hyvää.
Monet kuurojen lasten vanhemmat saavat sisäkorvaistutteet vuoden iässä.
Sokeuden maailmassa samanlainen vallankumous tapahtuu verkkokalvon implantin muodossa.
Sokeus johtuu usein verkkokalvon sairaudesta. Tässä tapauksessa implantti voi suorittaa samanlaisen toiminnan näkökyvyn suhteen kuin sisäkorvaistute kuulon suhteen (vaikkakaan ei niin suoraan). Se tekee saman asian kuin normaali silmä, välittäen tietoa hermoille sähköimpulssien muodossa, samoin kuin silmät.
Sisäkorvaistutetta monimutkaisempi käyttöliittymä, FDA hyväksyi ensimmäisen verkkokalvon implantin vuonna 2011 - Second Sightin tekemän Argus II -implantin. Verkkokalvon implantti näyttää tältä:
Ja se toimii näin:
Verkkokalvon implantissa on 60 anturia. Verkkokalvossa on noin miljoona neuronia. Karkea. Mutta epäselvien reunojen, muotojen, valon ja pimeyden näkeminen on paljon parempi kuin ei nähdä mitään. Erityisen mielenkiintoista on, että miljoona anturia ei tarvita ollenkaan hyvän näön saavuttamiseksi - mallinnus ehdotti, että 600-1000 elektrodia riittäisi kasvojentunnistukseen ja lukemiseen.
Ensimmäinen NCI-tyyppi # 3: syvä aivostimulaatio
1980-luvun lopusta lähtien aivojen syvästimulaatiosta on tullut toinen raaka työkalu, joka on edelleen muuttamassa elämää monille ihmisille.
Tämä on myös NCI-luokka, joka ei liity ulkomaailmaan - tämä on neurotietokoneliitäntöjen käyttö parantamaan tai parantamaan itseään muuttamalla jotain sisällä.
Tässä tapahtuu yksi tai kaksi elektrodijohtoa, yleensä neljällä erillisellä elektrodikohdalla, jotka tulevat aivoihin ja päätyvät usein jonnekin limbiseen järjestelmään. Pieni sydämentahdistin istutetaan sitten rintakehän yläosaan ja liitetään elektrodeihin. Kuten tämä:
Sitten elektrodit voivat tuottaa pienen varauksen tarpeen mukaan, mikä on hyödyllinen monissa tärkeissä asioissa. Esimerkiksi:
- vapina vähenee Parkinsonin tautia sairastavilla
- vähentää iskujen vakavuutta
- pakko-oireisen häiriön väheneminen
Kokeiden avulla (eli toistaiseksi ilman FDA: n hyväksyntää) tutkijat ovat pystyneet lievittämään tietyntyyppisiä kroonisia kipuja, kuten migreeniä tai raajojen fantomikipua, parantamaan ahdistusta tai masennusta PTSD: ssä tai yhdessä lihastimulaation kanssa palauttamaan tietyt häiriintyneet aivot, jotka ovat hajonneet aivohalvaus tai neurologinen sairaus.
* * *
Tämä on NCI: n edelleen alikehittyneen alueen tila. Ja tällä hetkellä Elon Musk tulee siihen. Hänen ja Neuralinkin kannalta moderni NCI-teollisuus on kohta A. Vaikka olemme tutkineet menneisyyttä näissä artikkeleissa päästäksemme nykyhetkeen. Nyt on aika katsoa tulevaisuuteen - selvittää mikä piste B on ja miten voimme päästä siihen.
ILYA KHEL
Ensimmäinen osa: Ihmiskolossus
Toinen osa: Aivot
Kolmas osa: Lentäminen neuronipesän yli
Osa neljä: neurotietokoneliitännät
Viides osa: Neuaralink-ongelma
Kuudes osa: Velhojen ikä 1
Kuudes osa: Wizardsin ikä 2
Seitsemäs osa: Suuri fuusio