Aju-masina liidesed olid kunagi ulme. Kuid tehnoloogia, mis võimaldab otsest sidet inimese või looma aju ja välise seadme või muu aju vahel, on viimase kümnendi jooksul jõudnud kaugele.
Teadlased on välja töötanud liidesed, mis võimaldavad halvatud inimestel ekraanile tähti kirjutada, lasevad ühel inimesel oma mõtetega kätt liigutada ja võimaldavad isegi kahel rotil mõtetega kaubelda - sel juhul teadmisi, kuidas konkreetset lahendust lahendada. ülesanne - kui nad asuvad laborites tuhandete miilide kaugusel üksteisest.
Nüüd on Duke'i ülikooli Miguel Nicolelis'e juhitud meeskond (roti mõttevahetuse skeemi taga olev teadlane, teiste aju-masina liideste hulgas) loonud uue seadistuse, mis võimaldab ahvidel juhtida kahte virtuaalset relva, lihtsalt mõeldes oma pärisrelvade liigutamisele . Nad loodavad, et täna ajakirjas Science Translational Medicine avaldatud paberil avaldatud tehnoloogia võib kunagi viia sarnaste liidesteni, mis võimaldavad halvatud inimestel liikuda robotkäte ja jalgu.
Varem olid Nicolelis 'meeskond ja teised loonud liidesed, mis võimaldasid ahvidel ja inimestel liikuda ühe käega sarnaselt, kuid see on esimene tehnoloogia, mis võimaldab loomal korraga liigutada mitut jäseme. "Bimanuaalsed liikumised meie igapäevases tegevuses - klaviatuuril tippimisest kuni purgi avamiseni - on kriitiliselt olulised, " ütles Nicolelis pressiteates. "Inimeste liikuvuse taastamiseks mõeldud tulevased aju-masina liidesed peavad sisaldama mitmeid jäsemeid, et raskelt halvatud patsientidest suurt kasu saada."
Sarnaselt rühma varasemate liidestega tugineb uus tehnoloogia ultrafunktsionaalsetele elektroodidele, mis on kirurgiliselt manustatud ahvide ajukooresse - aju piirkonda, mis kontrollib vabatahtlikke liikumisi. Kuid erinevalt paljudest teistest aju-masina liidestest, mis kasutavad elektroode, mis jälgivad aju aktiivsust vaid käputäies neuronites, registreeris Nicolelis 'meeskond aktiivsuse peaaegu 500 ajurakus, mis olid jaotatud ajukoore piirkonnas kahes reesusahvides, kes olid katsealused see uuring.
Seejärel seadsid nad mõne nädala jooksul ahvid korduvalt monitori ette, kus nad nägid paari virtuaalset relva esimese inimese vaatenurgast. Algselt kontrollisid nad kõiki käsivarsi juhtkangide abil ja täitsid ülesande, milles nad pidid liigutama relvi, et varjata liikuvad kujundid, et saada tasu (mahla maitse).
Kui see juhtus, registreerisid elektroodid aju aktiivsuse ahvidel, mis korreleerusid erinevate käeliigutustega, ja algoritmid analüüsisid seda, et teha kindlaks, millised konkreetsed neuronite aktiveerimise mustrid olid seotud milliste käeliigutustega - vasakule või paremale, edasi või tagasi .
Lõpuks, kui algoritm aju mustrite põhjal võis täpselt ennustada ahvi kavandatavat käe liikumist, muudeti seadistust nii, et juhtkangid enam virtuaalseid käsivarsi ei kontrollinud - selle asemel said kontrolli ahvide mõtted, nagu need olid elektroodide poolt salvestatud. Ahvide vaatevinklist polnud miski muutunud, kuna juhtkangid olid nende ees ikkagi välja pandud ja kontroll põhines aju mustritel (konkreetselt omaenda relvade liikumisel), mida nad nagunii tekitasid.
Kahe nädala jooksul mõistsid mõlemad ahvid, et virtuaalsete relvade liigutamiseks ei pea nad tegelikult käsi liigutama ja juhtkangedega manipuleerima - nad pidid ainult sellele mõtlema. Aja jooksul said nad virtuaalseid relvi selle masina-aju liidese kaudu paremini juhtida, tehes seda lõpuks sama tõhusalt, kui juhtkangid liigutasid.
Edasised edusammud seda tüüpi liidestes võivad olla tohutult väärtuslikud inimestele, kes on halvatuse või muude põhjuste tõttu kaotanud kontrolli oma jäsemete üle. Kõrgtehnoloogiliste biooniliste jäsemete arenedes võivad seda tüüpi liidesed olla viis, kuidas neid igapäevaselt kasutatakse. Näiteks seljaajukahjustusega inimene võiks õppida, kuidas tõhusalt ette kujutada kahe käe liigutamist, nii et algoritm saaks tõlgendada tema aju mustreid, et liigutada kahte robotkätt soovitud viisil.
Kuid aju-masina liidesed võiksid kunagi teenindada ka palju laiemat elanikkonda: nutitelefonide, arvutite ja muu tarbija tehnoloogia kasutajaid. Juba ettevõtted on välja töötanud peakomplektid, mis jälgivad teie ajulaineid, et saaksite videomängus tegelase ringi liikuda, lihtsalt mõeldes sellele, kasutades sisuliselt oma aju juhtkangi kujul. Lõpuks näevad mõned insenerid, et aju-masina liidesed võimaldavad meil tahvelarvutitega manipuleerida ja sellist kantavat tehnoloogiat nagu Google Glass juhtida, sõnagi lausumata või ekraani puudutamata.
