Интерфейсите на мозъка и машината някога са били неща от научната фантастика. Но технологията - която позволява директна комуникация между мозъка на човек или животно и външно устройство или друг мозък - измина дълъг път през последното десетилетие.
Учените са разработили интерфейси, които позволяват на парализирани хора да въвеждат букви по екрана, да позволят на един човек да движи ръка на друг с мислите си и дори дава възможност на двама плъхове да търгуват мисли - в този случай знанията за това как да разрешат конкретен задача - когато са разположени в лаборатории на хиляди мили един от друг.
Сега екип, ръководен от Мигел Николелис от Университета Дюк (ученият зад схемата за търговия с мисли на плъхове, сред другите интерфейси мозък-машина), създаде нова настройка, която позволява на маймуните да контролират две виртуални ръце, просто като мислят за движението на истинските си оръжия, Те се надяват, че технологията, разкрита в документ, публикуван днес в Science Translational Medicine, може някой ден да доведе до подобни интерфейси, които позволяват на парализирани хора да движат роботизирани ръце и крака.
Преди това екипът на Николелис и други бяха създали интерфейси, които позволяват на маймуните и хората да се движат с една ръка по подобен начин, но това е първата технология, която позволява на едно животно да движи няколко крайника едновременно. „Бимануалните движения в ежедневните ни дейности - от въвеждане на клавиатура до отваряне на кутия - са критично важни“, заяви Николелис в изявление за пресата. „Бъдещите интерфейси между мозъка и машината, насочени към възстановяване на мобилността при хората, ще трябва да включват множество крайници, за да се възползват много от тежко парализираните пациенти.“
Подобно на предишните интерфейси на групата, новата технология разчита на ултра тънки електроди, които са хирургически вградени в мозъчната кора на мозъците на маймуните, регион на мозъка, който контролира доброволните движения, наред с други функции. Но за разлика от много други интерфейси мозък-машина, които използват електроди, които наблюдават мозъчната активност само в шепа неврони, екипът на Николелис регистрира активност в близо 500 мозъчни клетки, разпределени в редица зони на кората при двете маймуни резус, които са били тестови субекти за това учение.
След това, в продължение на няколко седмици, те многократно поставят маймуните пред монитор, където виждат чифт виртуални оръжия от гледна точка на първо лице. Първоначално те контролираха всяко от ръцете с джойстици и изпълниха задача, при която трябваше да преместят ръцете, за да прикрият движещите се форми, за да получат награда (вкус на сок).
Когато това се случи, електродите записват мозъчната активност при маймуните, които корелират с различните движения на ръката, и алгоритмите го анализират, за да определят кои конкретни модели на активиране на неврон са свързани с какви видове движения на ръката - наляво или надясно, и напред или назад,
В крайна сметка, след като алгоритъмът можеше точно да предвиди предвиденото движение на ръката на маймуната въз основа на моделите на мозъка, настройката беше променена, така че джойстиците вече не контролираха виртуалните ръце - мислите на маймуните, както бяха записани от електродите, бяха контролирани вместо това. От гледна точка на маймуните нищо не се беше променило, тъй като джойстиците все още бяха поставени пред тях, а управлението се основаваше на мозъчни модели (конкретно, представяйки си как собствените им ръце се движат), които те така или иначе произвеждат.
В рамките на две седмици обаче и двете маймуни разбраха, че всъщност няма нужда да движат ръцете си и да манипулират джойстиците, за да преместят виртуалните ръце - те трябваше само да мислят за това. С течение на времето те стават все по-добри и по-добри в контрола върху виртуалните оръжия чрез този машинно-мозъчен интерфейс, в крайна сметка го правят също толкова ефективно, колкото преместват джойстиците.
Бъдещият напредък в този вид интерфейс може да бъде изключително полезен за хора, които са загубили контрол над собствените си крайници поради парализа или други причини. Тъй като високотехнологичните бионични крайници продължават да се развиват, тези видове интерфейси в крайна сметка биха могли да бъдат начинът, по който ще се използват ежедневно. Човек с увреждане на гръбначния мозък, например, би могъл да се научи как ефективно да си представя движение на две ръце, така че алгоритъм да интерпретира мозъчните му модели, за да движи две роботизирани ръце по желания начин.
Но интерфейсите мозък-машина също някой ден могат да обслужват и много по-широка популация: потребители на смартфони, компютри и други потребителски технологии. Вече компаниите са разработили слушалки, които наблюдават вашите мозъчни вълни, така че да можете да движите персонаж във видео игра само като мислите за него, като по същество използвате мозъка си като джойстик. В крайна сметка някои инженери предвиждат, че интерфейсите мозък-машина могат да ни позволят да манипулираме таблети и да контролираме носими технологии като Google Glass без да кажем дума или да докосваме екран.
