Gradualisht, shumë gjëra të reja po hyjnë në jetën tonë. Zhvillimi i teknologjisë nuk qëndron ende, dhe nesër mund të jetë e mundur ajo që dje nuk guxuam të ëndërronim. Ndërfaqja e neurokompjuterit (NCI) e bën të vërtetë lidhjen midis trurit të njeriut dhe teknologjisë, ndërveprimin e tyre të pjesshëm.
Çfarë është NCI?
NCI është një sistem për shkëmbimin e informacionit midis trurit të njeriut dhe një pajisjeje elektronike. Shkëmbimi mund të jetë i dyanshëm, kur impulset elektrike vijnë nga pajisja në tru dhe anasjelltas, ose njëkahëshe, kur vetëm një objekt merr informacion. Në terma më të thjeshtë, NCI është ajo që quhet "menaxhimi i fuqisë së mendimit". Një zbulim shumë i rëndësishëm, i cili tashmë përdoret gjerësisht në shumë fusha të jetës.
Si funksionon NCI?
Neuronet e trurit transmetojnë informacion tek njëri-tjetri duke përdorur impulse elektrike. Ky është një rrjet shumë kompleks dhe i ndërlikuar që shkencëtarët ende nuk mund ta analizojnë plotësisht. Por me ndihmën e NCI u bë i mundur leximi i një pjese të informacionit të impulseve të trurit dhe transferimi i tij në pajisjet elektronike. Ata, nga ana tjetër, mund të transformohenimpulset në veprim.
Historia e studimit NCI
Vlen të përmendet se veprat e shkencëtarit rus IP Pavlov mbi reflekset e kushtëzuara u bënë baza për zhvillimin e ndërfaqes NC. Një rol të rëndësishëm në studimin e NCI luajti edhe puna e tij mbi rolin rregullues të korteksit cerebral. Hulumtimi i IP Pavlov u zhvillua në fillim të shekullit të njëzetë në Institutin e Mjekësisë Eksperimentale në Shën Petersburg. Më vonë, idetë e Pavlovit në drejtim të ndërfaqes NC u zhvilluan nga fiziologu sovjetik P. K. Anokhin dhe neurofiziologu sovjetik dhe rus N. P. Bekhtereva. Hulumtimi global i NCI filloi vetëm në vitet 1970 në Shtetet e Bashkuara. Eksperimentet u kryen mbi majmunët, minjtë dhe kafshët e tjera. Gjatë hulumtimit, shkencëtarët që punojnë me majmunët eksperimentalë zbuluan se zona të caktuara të trurit janë përgjegjëse për lëvizjet e gjymtyrëve të tyre. Që nga ky zbulim, fati i mëpasshëm i NCI është vulosur.
Elektroencefalografia (EEG)
Elektroencefalografia është një metodë e leximit të impulseve elektronike të trurit duke bashkuar elektroda jo-invazive në kokën e një personi. Një metodë jo-invazive është një metodë në të cilën elektroda ngjiten në kokën e një personi ose kafshe, pa futur direkt në korteksin cerebral. Metoda EEG u shfaq relativisht kohë më parë dhe dha një kontribut të madh në zhvillimin e ndërfaqes tru-kompjuter. Metoda EEG përdoret ende sot sepse është e lirë dhe efektive.
Fazat e NCI
Informacionet që vijnë nga truri i njeriut përpunohenpajisje elektronike në katër hapa:
- Merr sinjal.
- trajtim paraprak.
- Interpretimi dhe klasifikimi i të dhënave.
- Dalja e të dhënave.
Faza e parë
Në fazën e parë, elektrodat ose futen direkt në korteksin cerebral (metodë invazive) ose ngjiten në sipërfaqen e kokës (metodë jo invazive). Fillon procesi i leximit të informacionit nga qelizat e trurit. Elektrodat mbledhin të dhëna nga sistemet individuale të neuroneve përgjegjës për veprime të ndryshme.
Trajtimi paraprak
Në fazën e dytë të ndërfaqes tru-kompjuter, sinjalet e marra përpunohen paraprakisht. Pajisja nxjerr karakteristikat e sinjalit për të thjeshtuar përbërjen komplekse të të dhënave, për të hequr informacionin e panevojshëm dhe zhurmën që ndërhyn me sinjalet e qarta të trurit.
Faza e tretë
Në fazën e tretë të ndërfaqes NDT, informacioni interpretohet nga impulset elektrike në një kod dixhital. Ai tregon një veprim, një sinjal të cilit i dha truri. Kodet që rezultojnë klasifikohen më pas.
Dalja e të dhënave
Dalja e informacionit ndodh në fazën e katërt. Të dhënat e dixhitalizuara nxirren në një pajisje të lidhur me trurin, e cila ekzekuton një komandë të dhënë mendërisht.
Neuroprotetikë
Një nga fushat kryesore të zbatimit të ndërfaqes së trurit është mjekësia. Protezat nervore janë krijuar për të rivendosur lidhjen midis trurit të njeriut dhe veprimit të organeve të tij, për të zëvendësuar organet e dëmtuara nga sëmundjet ose lëndimet, me rivendosjen e mëvonshme të funksioneve të një trupi të shëndetshëm. NCI mund të jetë veçanërisht i mirë për njerëzit me paralizë ose humbje të gjymtyrëve. Në përdorimin e protezave nervore, përdoret parimi i funksionimit të ndërfaqes tru-kompjuter. Për ta thënë shumë thjesht, një person pajiset me krahë ose këmbë protetike, nga të cilat implantet elektronike çojnë në zonën e trurit përgjegjëse për lëvizjen e kësaj gjymtyre. Neuroprotetika ka kaluar shumë teste, por vështirësia e përdorimit të saj masiv qëndron në faktin se NCI nuk mund të lexojë plotësisht sinjalet e trurit dhe kontrolli i protezave në jetën e përditshme jashtë laboratorit është i vështirë. Disa vite më parë, Rusia donte të krijonte prodhimin e neuroprotezave, por deri më tani kjo nuk është zbatuar.
Proteza dëgjimi
Nëse gjymtyrët protetike nuk janë shfaqur ende në tregun masiv, atëherë implanti koklear (një protezë që ndihmon në rikthimin e dëgjimit) është përdorur për një kohë të gjatë. Për ta marrë atë, pacienti duhet të ketë një shkallë të theksuar të humbjes së dëgjimit sensorineural (d.m.th. një humbje e tillë dëgjimi në të cilën aftësia e aparatit të dëgjimit për të marrë dhe analizuar tingujt është e dëmtuar). Restaurimi i dëgjimit me një implant koklear përdoret kur një aparat dëgjimi konvencional nuk jep rezultatet e pritura. Implanti implantohet në aparatin e veshit dhe në pjesën ngjitur të kokës si rezultat i një operacioni kirurgjik. Si çdo ndërfaqe tjetër tru-makinë, një implant koklear duhet t'i përshtatet plotësisht përdoruesit. Për të mësuar se si ta përdorë atë dhe të fillojë ta perceptojë implantin si një vesh të ri, pacienti duhet t'i nënshtrohet një kursi të gjatë rehabilitimi.
E ardhmja e NCI
Kohët e fundit, mund të dëgjoni dhe lexoni për inteligjencën artificiale kudo. Kjo do të thotë që ëndrra e shumë njerëzve po realizohet - së shpejti truri ynë do të hyjë në simbiozë me teknologjinë. Pa dyshim, kjo do të jetë një epokë e re në zhvillimin e njerëzimit. Niveli i ri i njohurive dhe mundësive. Falë ndërfaqes tru-kompjuter, një numër i madh zbulimesh të reja dhe të rëndësishme do të shfaqen në shumë fusha të shkencës. Përveç përdorimit për qëllime mjekësore, NCI tashmë mund të lidhë përdoruesin me pajisjet e realitetit virtual. Të tilla si miu kompjuterik virtual, tastiera, personazhet në lojërat e realitetit virtual, etj.
Menaxhimi pa duar
Detyra kryesore e ndërfaqes neurokompjuterike është të gjejë mundësinë e kontrollit të pajisjeve pa ndihmën e muskujve. Zbulimet në këtë fushë do t'u japin njerëzve me paralizë më shumë mundësi në lëvizje, ngarje dhe pajisje. Tashmë NCI kombinon pa probleme trurin e njeriut dhe inteligjencën artificiale të kompjuterit. Kjo u bë e mundur falë një studimi të thellë të parimeve të trurit të njeriut. Mbi bazën e tyre përpilohen programe mbi të cilat funksionojnë NCI dhe inteligjenca artificiale.
NTI në robotikë
Që kur shkencëtarët zbuluan se zona të caktuara të trurit janë përgjegjëse për lëvizjen e muskujve, ata menjëherë patën idenë se truri i njeriut mund të kontrollojë jo vetëm trupin e tij, por edhe një makinë humanoide. Tani po krijohen shumë makina të ndryshme robotike. Përfshirë humanoidet. Roboticistët përpiqen në veprat e tyre humanoideimitoni sjelljen e njerëzve të vërtetë. Por deri më tani, programimi dhe inteligjenca artificiale e përballojnë këtë detyrë pak më keq se NCI. Duke përdorur ndërfaqen NC, ju mund të kontrolloni gjymtyrët robotike nga një distancë. Për shembull, në vendet ku aksesi i njeriut është i pamundur. Ose në punë që kërkojnë saktësi bizhuterish.
NCI për paralizë
Padyshim, më e kërkuara është ndërfaqja tru-kompjuter në mjekësi. Kontrolli i krahëve, këmbëve protetike, kontrolli i një karrige me rrota me mendje, menaxhimi i informacionit në telefona inteligjentë, kompjuterë pa duar, etj. Nëse këto risi bëhen të kudondodhura, standardi i jetesës së njerëzve që aktualisht janë të kufizuar në aftësinë e tyre për të lëvizur do të përmirësohet. Truri do të transmetojë menjëherë komanda në pajisje, duke anashkaluar trupin, gjë që do të ndihmojë një person me aftësi të kufizuara të përshtatet më mirë me mjedisin. Por kur provojnë neuroprotetikën, specialistët përballen me disa probleme që nuk mund t'i gjejnë zgjidhje deri më sot.
Të mirat dhe të këqijat e ndërfaqes tru-kompjuter
Përkundër faktit se ka shumë përparësi për të përdorur ndërfaqen NC, ka edhe disavantazhe në përdorimin e saj. Një avantazh në zhvillimin e NCI në mjekësi është fakti se truri i njeriut (veçanërisht korteksi i tij) përshtatet shumë mirë me ndryshimet, për shkak të të cilave mundësitë e ndërfaqes NCI janë pothuajse të pakufishme. Pyetja qëndron vetëm pas zhvillimit dhe zbulimit të teknologjive të reja. Por ka disa probleme këtu.
Papajtueshmëria e indeve të trupit me pajisjet
Së pari, nëse futeniimplantet në mënyrë invazive (brenda indeve), është shumë e vështirë të arrihet përputhshmëria e tyre e plotë me indet e pacientit. Ato materiale dhe fibra që duhet të implantohen plotësisht në indet organike janë vetëm duke u krijuar.
Teknika e papërsosur në krahasim me trurin
Së dyti, elektrodat janë ende shumë më të thjeshta se neuronet e trurit. Ata nuk janë ende në gjendje të transmetojnë dhe të marrin të gjithë informacionin që qelizat nervore të trurit mund të trajtojnë me lehtësi. Prandaj, lëvizja e gjymtyrëve të një personi të shëndetshëm është shumë më e shpejtë dhe më e saktë se lëvizja e neuroprotezave, dhe një vesh i shëndetshëm i percepton tingujt më qartë dhe më saktë se një vesh me një implant koklear. Nëse truri ynë e di se çfarë informacioni të filtrojë dhe çfarë të konsiderojë si kryesor, atëherë në pajisjet me inteligjencë artificiale kjo bëhet nga algoritme të shkruara nga njeriu. Derisa ata të mund të përsërisin algoritmet komplekse të trurit të njeriut.
Shumë variabla për t'u kontrolluar
Disa institute shkencore po planifikojnë në të ardhmen e afërt të krijojnë jo një neuroprotezë të veçantë të këmbës ose krahut, por një ekzoskelet të tërë për njerëzit me paralizë cerebrale. Me këtë formë proteze, ekzoskeleti duhet të marrë informacion jo vetëm nga truri, por edhe nga palca kurrizore. Me një pajisje të tillë, të lidhur me të gjitha mbaresat nervore të rëndësishme të trupit, një person mund të quhet një kiborg i vërtetë. Veshja e një ekzoskeleti do t'i lejojë një personi plotësisht të paralizuar të rifitojë aftësinë për të lëvizur. Por problemi është se zbatimi i lëvizjes nuk është gjithçka që kërkohet nga NCI. Ekzoskeletoniduhet të ketë parasysh edhe ekuilibrin, koordinimin e lëvizjeve, orientimin në hapësirë. Ndërsa detyra e zbatimit të njëkohshëm të të gjitha këtyre komandave është e vështirë.
frika e njerëzve nga e reja
Metoda joinvazive e vendosjes së implantit është efektive në kushte laboratorike, por në jetën e zakonshme kjo metodë nuk ka gjasa të përmbushë pritshmëritë e vendosura në të. Kontakti me një lidhje të tillë është i dobët, përdoret kryesisht për leximin e sinjaleve. Prandaj, në mjekësi dhe në neuroprotetikë, si rregull, ata përdorin metodën kirurgjikale të futjes së elektrodave në trup. Por pak njerëz do të pranojnë të kombinojnë trupin e tyre dhe teknikën e panjohur. Duke dëgjuar për terminatorët dhe kiborgët nga filmat e Hollivudit, njerëzit kanë frikë nga përparimi dhe risitë, veçanërisht kur ato kanë të bëjnë drejtpërdrejt me një person.
