Brain Computer -rajapinnat auttavat vammaisia: iskut

Ihmisillä, jotka ovat menettäneet kyvyn liikkua tai puhua, voi pian olla uusi vaihtoehto: kirurgisesti implantoidut laitteet, jotka yhdistävät aivot tietokoneeseen.

Yli kaksi vuosikymmentä tutkijoiden jälkeen ensin osoitettu Että henkilö voi siirtää tietokoneen kohdistimen ajatuksillaan, useat yritykset ovat ottamassa aivorajapinta (BCI) kokeellisesta uteliaisuudesta kaupalliseen tuotteeseen.

“Tiedämme, että se toimii, tiedämme, että tekniikan mahdollistaminen on nyt valmis”, selittää Michael Mager, Tarkkuusneurotiede. “On aika muuttaa tämä akateeminen työ kukoistavaksi teollisuudeksi, jolla voi olla merkittävä vaikutus ihmisten elämään.”

Jo kymmeniin ihmisiin on perustettu kokeelliset ja hallitsevat rajapinnat. Viimeisimmät laitteet ovat ihon alla ja voivat kommunikoida langattomasti älypuhelimen tai tabletin kanssa.

Elon Musk Kumottavissa oleva on BCI -kentän näkyvin pelaaja. Mutta ensimmäinen markkinoille päästävä tuote voi hyvinkin tulla kilpailijoilta, mukaan lukien tarkkuus, BlackRock Neurotech,, ParadromiTai Synkroninen.

Joillakin näistä yrityksistä, kuten Blackrockilla, on paljon enemmän kokemusta kuin Neuralink. Toiset käyttävät vähemmän invasiivista ja mahdollisesti turvallisempaa tekniikkaa, joka voi helpottaa elintarvike- ja lääkehallinnon hyväksyntää.

Ensimmäiset BCI -asiakkaat ovat todennäköisesti ihmisiä, jotka elävät selkärangan vammasta tai Amyotrofinen lateraaliskleroosi (ALS). Ensimmäiset tuotteet antavat heille mahdollisuuden hallita tietokoneen kohdistinta tai luoda keinotekoista puhetta.

Neuralinkin “telepatia”

BCI -istutettu työ havaitsemalla ja dekoodaamalla signaaleja aivojen alueilta, jotka hallitsevat liikettä tai puhetta. Nämä signaalit osoittavat, kun henkilö yrittää siirtää jäsentä tai sanoa sanan.

BCI -järjestelmä sisältää yleensä anturit, jotka havaitsevat aivojen aktiivisuuden, käyttöliittymän, joka käsittelee signaaleja, ja ulkoisen laitteen, joka muuttaa toimintaa. Tulos: Kohdistin liikkuu, proteesikäsi saavuttaa, synteettinen ääni julistaa sanat, joita ihminen yrittää artikuloida.

“Kuvittele ilo yhteydenpitoa rakkaani, selata verkkoa tai jopa pelaamista pelejä käyttämällä vain ajatuksiasi”, sanoi Neuralinkin mainosvideon kertoja.

Yhtiö, joka ei ole vastannut haastattelusta koskeviin pyyntöihin, vaatii tätä “telepatian” kapasiteettia.

Neuralink työnsi BCIS: n yleisön mielikuvitukseen vuoden 2024 alussa karismaattisen ja joustavan halvauksen miehen ansiosta.

Sukellusonnettomuus jätti Noland Arbllowin kykenemättä liikkumaan harteilta. 29 -vuotiaana hänestä tuli ensimmäinen henkilö, joka sai Neuralink -laitteen.

Robotti on asettanut yli tuhat elektrodia hänen aivojensa moottorin aivokuoreen Barrow neurologinen instituutti Phoenixissa. Sitten ihmisen kirurgit asensivat langattoman käyttöliittymän neljänneksen kalloonsa.

Muutamaa viikkoa myöhemmin Arbaugh oli lavalla Neuralinkin päämajassa Fremontissa, Kaliforniassa, kuvaus Hänen kokemuksensa tietokoneen kohdistimen hallitsemisesta.

“Se on kummajainen villi”, hän sanoi. “Kun muutin sitä ensimmäistä kertaa ajattelemalla, se hengitti minua päiväksi. En voinut kääriä päätäni ympäri.”

Arbaughin huomautukset, jotka pääosissa pääosissa, houkuttelivat yli 25 miljoonaa näyttökertaa Muskin sosiaalisen median alustalle, X.

Mutta menestystä lievitti Neuralink ilmoitus Muutamaa viikkoa myöhemmin jotkut Arbaughin aivojen elektrodit “vedettiin”, mikä tekee laitteesta vähemmän herkkiä.

Sittemmin Neuralink on ilmoittanut perustavansa BCI: n ainakin kuudessa muussa ihmisessä. Mutta yksityiskohdat näistä kokemuksista ovat edelleen harvinaisia.

Uusi tekniikka, vuosikymmenien ikäinen

Vaikka kirurgiset robotit ja Neuralinkin langaton elektroniikka ovat uusia, ajatusten käyttäminen kohdistimen siirtämiseen ei ole.

Tohtori Leigh Hochberg – Kuka asuu Brownin yliopistossa ja Massachusettsin yleissairaalassa – oli osa joukkuetta, joka aloitti lähestymistavan vuonna 2004.

Heidän aiheensa oli Matt Nagle, mies, joka asui halvaantuneella kaulaan puukotuksen jälkeen. Hochberg -tiimi linkitti Naglen aivot tietokoneeseen käyttämällä vanhanaikaisia ​​johtoja, jotka ylittävät kallonsa.

Tutkimus video Vuodesta 2004 osoittavat, että Nagle käyttää ajatuksiaan sähköpostin avaamiseen.

“Juuri sen pitäisi tapahtua”, sanoi Hochberg. “Ja jopa meille kaikille, jotka odottivat häntä – siellä oli vähän taikuutta.”

Nagle kuoli vuonna 2007 infektiosta, joka ei ollut kokemusta.

Braingateista on tullut Hochbergin johtama akateeminen konsortio. Ja kesäkuussa 2025 joukkue Kalifornian yliopistosta Davisissa raportoiva Että braingate 2 eKr. SLA: n miehen voi puhua tietokoneen kautta.

“I. Olen hyvin”, sanoi tutkimuksen mukana olevassa videossa syntetisoitu ääni. Puhe pysähtyy hiukan, sanoi sanan ajoissa. Mutta ääni näyttää ihmiseltä – se on rakennettu puhuvan miehen muinaisesta äänestä.

Tämänkaltaiset kokemukset osoittavat, kuinka tietokonelajapinnat ovat parantuneet, Hochberg sanoo.

Muutaman tusinan neuronin seuraamisen sijasta he voivat kuunnella tuhansia. Sen sijaan, että lähettäisivät tietoja johtimien kautta, he käyttävät langattomia protokollia. Ja sen sijaan, että se on rajattu tietokoneen seinään, signaalit voivat mennä yhdelle kannettavalle tietokoneelle tai tablet -laitteelle.

Toinen suuri muutos on, että tutkijat löytävät edelleen tapoja dekoodaamaan aivojen toimintaa “tarkemmin, johdonmukaisemmin ja luotettavammin”, Hochberg sanoi.

Viime vuosina tämä on tarkoittanut tekoälyn käyttöä hermotoiminnan mallien tunnistamiseksi, jotka paljastavat henkilön aikomuksen puhua tai poimia suklaapalkki.

Kenttä on myös tullut erikoistuneeksi, Hochberg sanoo, että tietyt ryhmät keskittyvät dekoodaukseen, kun taas toiset pyrkivät parantamaan robottijäsenten hallintaa.

On jopa ryhmiä, jotka “keskittyvät tiedon toimittamiseen aivoissa”, selittää Hochberg, joka voi lisätä kontaktin tunteen käsivarteen tai robotti käteen.

Sormet, jotka tuntevat

Pittsburghin yliopisto on yksi aistien palautteen johtajista aivorajapinnan ansiosta.

“Sinulla ei voi olla hienoa ja paholaisen moottorin ohjausta pelkästään visuaalisella palautteella”, sanoi Jennifer CollingerPittsburghin yliopiston professori. Tarvitset tämän kontaktin tunteen, jotta voit vastata luonnollisesti. “”

Taktiilisen palautteen avulla käyttäjä voi sanoa, kun keinotekoinen sormi joutuu kosketukseen esineen kanssa tai kun keinotekoinen käsi pitää kupin melko kapean estääkseen sen putoamisen.

Collerger ja hänen kollegansa työskentelivät siksi BlackRock Neurotechin kanssa, jonka aivojen rajapintatekniikkaa käytettiin kokeellisesti kymmenissä ihmisissä.

Yksi näistä ihmisistä on Nathan Copelandjoka oli halvaantunut auto -onnettomuudessa. Vuonna 2016 Copeland käytti robottivarteen nyrkkien ravistamiseen presidentti Barack Obaman kanssa.

Vuonna 2021 Copeland oli osa tutkimusta, joka osoitti, kuinka kontaktin tunne paransi sen kykyä tarttua ja manipuloida esineitä proteesilla.

“Sensaatiolla tunsin, että käsi oli ottanut yhteyttä”, sanoi Copeland haastattelussa vuonna 2021 NPR: n kanssa. “Voisin myös sanoa, että minulla olisi tiukka pistorasia tai ei.”

Mutta edistyneitä ominaisuuksia, kuten aistien palautetta, ei näy ensimmäisissä markkinoilla sijaitsevissa laitteissa, Collinger sanoo. Sen sijaan he todennäköisesti tarjoavat tietokoneen kohdistimen hallinnan, aivan kuten Braingate näissä laboratoriokokemuksissa yli 20 vuotta sitten.

“Yrityksille on nyt ollut tarpeeksi johdonmukaista menestystä sanoa:” Okei, voimme tarjota ensimmäisen sukupolven laitteen ihmisille, jotka tarjoavat heille eräänlaisen edun “, sanoi Collinger.

Yksi näistä yrityksistä on tarkkuus neurotiede, jonka on perustanut Ben RapoportNeurokirurgit ja insinööri, jotka olivat aiemmin auttaneet aloittamaan Neuralink.

Toinen Precision-toimitusjohtaja Michael Mager kertoi, että yrityksen lyhytaikainen tavoite on langaton laite, jonka avulla halvaushenkilö voi käyttää älypuhelinta tai tietokonetta.

“Ajattelemme pääsyä uutisiin ja viihteeseen, ajattelemme tuottavuusohjelmistoja, kuten Microsoft Office, Word, PowerPoint, Excel”, selittää Mager. “Jos voit käyttää näitä ohjelmia sekä pätevää henkilöä, se on elämänlaadun parannus – ja on myös mahdollista, että ihmiset palaavat töihin.”

Tarkkuuslaite eroaa Neuralinkistä, koska se ei loukkaa sen elektrodeja aivoihin.

“Meillä on erittäin, erittäin ohut kalvo, joka on suunniteltu istumaan aivojen pinnalla tunkeutumatta tai vahingoittamatta aivoja”, Mager selittää.

Tämä tekee implantista turvallisemman ja vähemmän invasiivisen, Mager sanoo, mikä voisi helpottaa FDA: n hyväksyntää.

Synchron välttää kallon kokonaan avaamisen. Sen elektrodit toimitetaan verisuonten kautta tekniikan avulla, joka on suunniteltu asettamaan stenttiä tukkeutuneisiin valtimoihin.

Kaikki nämä laitteet kohtaavat yleisiä haasteita, Mager sanoo.

“Näyttelemme tuhansista elektrodeista, tuhansia kertoja sekunnissa, ja näistä järjestelmistä tulevien tietojen määrä on yksinkertaisesti valtava”, hän sanoi.

Se on paljon tietoa, joka lähetetään olemassa olevien langattomien linkkien kautta. Siksi yritykset työskentelevät keinojen avulla vähentää tai pakata tietoja.

Toinen este on kustannukset FDA: n edellyttämien kliinisten tutkimusten suorittamisesta. Ne ovat todennäköisesti satoja miljoonia dollareita, Mager sanoo.

Tästä huolimatta Mager ajattelee, että hänen liiketoiminnallaan ja monilla muilla, mukaan lukien Neuralink, on resursseja ja asiantuntemusta muuttaa aivorajapinnan käsite markkinoitavaksi tuotteeksi.

Se ei vielä vie 20 vuotta, hän sanoi. Ehkä kaksi tai kolme muuta.