ส่วนต่อประสานระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์: ปรับแต่งเทคโนโลยีประสาทเพื่อพัฒนาชีวิตผู้ป่วย

อินเทอร์เฟซสมองกับคอมพิวเตอร์ (BCI) เป็นระบบที่ช่วยให้ข้อมูลไหลโดยตรงระหว่างสมองกับอุปกรณ์ภายนอก เช่น คอมพิวเตอร์ สมาร์ทโฟน หรือแขนขาหุ่นยนต์ BCI ประกอบด้วยฮาร์ดแวร์ที่บันทึกสัญญาณสมอง ซึ่งเป็นสัญญาณไฟฟ้าส่วนใหญ่ที่สร้างโดยเซลล์ประสาทในสมอง และซอฟต์แวร์ที่วิเคราะห์คุณลักษณะในสัญญาณเหล่านี้และแปลงเป็นคำสั่งเพื่อดำเนินการตามที่ต้องการ การประยุกต์ใช้ BCIs ที่สำคัญคือการฟื้นฟูความสามารถ เช่น การเคลื่อนไหวหรือ

การสื่อสารให้กับผู้ที่มีความผิดปกติทางระบบประสาทหรือได้รับบาดเจ็บ

AE Studioบริษัทด้านวิทยาการข้อมูลที่ตั้งอยู่ในลอสแองเจลิส กำลังพัฒนาอัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่องที่จะขยายความสามารถของ BCIs ในการตีความการทำงานของสมองแบบเรียลไทม์ Sumner Normanหัวหน้านักประสาทวิทยาที่ AE Studio และนักวิทยาศาสตร์การวิจัยที่ Caltech บอก กับ Physics Worldเกี่ยวกับภารกิจของบริษัทในการสร้างซอฟต์แวร์ที่เพิ่มหน่วยงานของมนุษย์

คุณสามารถอธิบายแนวคิดพื้นฐานเบื้องหลัง BCI ได้หรือไม่?

เมื่อเซลล์ประสาทในสมองของคุณทำงาน พวกมันจะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและการเปลี่ยนแปลงของฮีโมไดนามิกส์ ซึ่งทำให้เกิดความแตกต่างเล็กน้อย หากคุณมีวิธีโต้ตอบกับกลไกทางสรีรวิทยาเหล่านั้น คุณสามารถดึงข้อมูลจากสมองได้

สมองประกอบด้วยเซลล์ประสาทมากถึง 80,000 ล้านเซลล์ ซึ่งแต่ละเซลล์มีไซแนปส์มากถึง 1,000 เซลล์ มันเป็นเครื่องจักรที่ซับซ้อนอย่างเหลือเชื่อ ดังนั้นการตีความสัญญาณที่แยกออกมาจึงเป็นปัญหาที่ซับซ้อนมาก เราใช้อัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อถอดรหัสข้อมูล แต่เมื่อคุณตีความกิจกรรมของสมองแล้ว คุณก็สามารถใช้มันได้ สิ่งนี้อาจทำได้ง่ายเพียงแค่ควบคุมเคอร์เซอร์บนหน้าจอคอมพิวเตอร์ หรือคุณสามารถขยายขนาดให้มีปฏิสัมพันธ์กับแขนขาของหุ่นยนต์ อะไรก็ได้ที่ใจนึกได้

อะไรคือจุดสนใจหลักของการวิจัย BCI ในปัจจุบัน?

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความพยายามได้เริ่มเปลี่ยนจากสถาบันการศึกษาและเข้าสู่ภาคอุตสาหกรรม งานวิจัยเชิงพาณิชย์กลุ่มหนึ่งมุ่งเน้นไปที่เทคโนโลยีที่ใช้อิเล็กโทรดซึ่งรับรู้กิจกรรมทางไฟฟ้าจากสมอง

บ่อยครั้งที่ BCIs ที่มีประสิทธิภาพสูงที่สุดคือ intracortical 

ซึ่งอิเล็กโทรดถูกฝังเข้าไปในเยื่อหุ้มสมอง Synchronบริษัทหนึ่งกำลังตรวจสอบวิธีการนำอิเล็กโทรดเข้าสู่สมองโดยการใส่ขดลวดเข้าไปในหลอดเลือดที่มีอยู่ ซึ่งจากนั้นจะเลื้อยขึ้นไปในสมองและฝังตัวเข้าไปใกล้กับเยื่อหุ้มสมองส่วนสั่งการ Neuralinkซึ่งเป็นบริษัทของ Elon Musk กำลังใช้ลวดอิเล็กโทรดที่ละเอียดมากเพื่อสร้างระบบไร้สายที่ฝังได้อย่างสมบูรณ์พร้อมจำนวนช่องสัญญาณที่สูงมาก

ในด้านวิชาการ นักวิจัยกำลังพัฒนาวิธีการรับความรู้สึกแบบใหม่ โดยย้ายออกจากอิเล็กโทรดที่ฝังไว้ ยกตัวอย่างเช่น การวัดสนามแม่เหล็กแบบใช้แสง รับรู้สนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยเซลล์ประสาทจำนวนมากที่รวมตัวกัน งานวิจัยบางชิ้นของฉันเกี่ยวข้องกับการใช้อัลตราซาวนด์เพื่อตรวจจับการเคลื่อนไหวของเซลล์เม็ดเลือดแดงแต่ละตัวเพื่อตอบสนองต่อการทำงานของระบบประสาท

AE Studio เพิ่งประกาศความร่วมมือกับBlackrock Neurotechซึ่งมีเป้าหมายที่จะเปิดตัวแพลตฟอร์ม BCI เชิงพาณิชย์ครั้งแรกในปีหน้า Blackrock กำลังพัฒนาอะไร

Blackrock ใช้อาร์เรย์ของยูทาห์ ซึ่งเป็นอิเล็กโทรดอาร์เรย์ที่ฝังอยู่ในสมอง ซึ่งเปิดตัวครั้งแรกจากมหาวิทยาลัยยูทาห์ ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมาได้รับการพัฒนาขึ้นภายในสถาบันการศึกษาโดยมีประวัติความปลอดภัยและความสำเร็จมายาวนาน เป้าหมายของ Blackrock คือการจัดแพ็คเกจนี้ให้เป็นสิ่งที่ผู้ที่เป็นอัมพาตขั้นรุนแรง เช่น ALS ระยะสุดท้าย อาการบาดเจ็บที่ไขสันหลัง และอื่นๆ สามารถใช้เพื่อควบคุมอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ เช่น เคอร์เซอร์บนหน้าจอ

การถอดรหัสทิศทางที่ต้องการ – การเลื่อนจอยสติ๊กเพื่อพิมพ์ตัวอักษรบนหน้าจอ – อาจทำให้หงุดหงิดและช้า แอปพลิเคชั่นหนึ่งที่น่าสนใจซึ่งมาจากกลุ่มที่ Stanford ถอดรหัสลายมือในจินตนาการ ผู้ป่วยที่เป็นอัมพาตซึ่งบางครั้งไม่สามารถเคลื่อนไหวได้เป็นเวลาหลายสิบปี จะพยายามเขียนในขณะที่พวกเขาจำได้ว่าเคยเขียนก่อนที่จะเป็นอัมพาต และอุปกรณ์ BCI สามารถถอดรหัสข้อมูลนั้นได้เร็วพอๆ กับที่คุณหรือผมเขียนได้ นี่เป็นรูปแบบการสื่อสารที่รวดเร็วอย่างไม่น่าเชื่อ

AE Studio มีส่วนเกี่ยวข้องกับโครงการนี้อย่างไร?

นักวิชาการเสนอแนวคิดที่ยอดเยี่ยมและเราต้องการนำแนวคิดเหล่านั้นมาสู่ BCI ที่เชื่อถือได้ซึ่งผู้คนหลายล้านคนสามารถใช้และไว้วางใจได้ เราใช้แนวทางปฏิบัติด้านวิทยาศาสตร์ข้อมูลที่ดีเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์ แต่เราต้องการปรับปรุงประสบการณ์ของผู้ใช้ด้วย ซึ่งรวมถึงการสอบเทียบที่รวดเร็วขึ้นและความถี่น้อยลง ดังนั้นผู้คนจึงใช้เวลามากขึ้นในการเขียนด้วยลายมือ ตัวอย่างเช่น และใช้เวลาน้อยลงในการฝึกอบรมตัวถอดรหัส

นอกจากนี้ เรายังต้องการโมเดลที่ปรับเปลี่ยนอย่างรวดเร็วตามสมองของผู้ใช้ที่เปลี่ยนแปลงหรือพัฒนาทักษะใหม่ๆ นี่เป็นปัญหาใหญ่ใน BCI ซึ่งโมเดลจำเป็นต้องได้รับการปรับเทียบใหม่อย่างต่อเนื่อง AE Studio อยู่ในตำแหน่งที่ดีในการทำให้โมเดลเหล่านั้นเสถียรในช่วงเวลาที่ยาวนาน

ตัวอย่างของ “การสร้างซอฟต์แวร์เพื่อเพิ่มหน่วยงานของมนุษย์” หรือไม่?

ใช่ ถูกต้องเลย ในระยะเวลาอันใกล้ สิ่งที่เราหมายถึงโดยการเพิ่มสิทธิ์เสรีของมนุษย์คือการฟื้นฟูการทำงานให้กับผู้ที่สูญเสียสิทธิ์เสรีในการควบคุมร่างกายของตน แต่เช่นเดียวกับเทคโนโลยีใหม่ทุกอย่าง BCI มาพร้อมกับข้อเสียที่เป็นไปได้ และเราต้องการทราบสิ่งเหล่านี้ตั้งแต่เนิ่นๆ

ตัวอย่างเช่น อัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องเหล่านี้ได้รับประโยชน์จากการฝึกอบรมด้วยข้อมูลจำนวนมหาศาลจากผู้คนจำนวนมาก แต่คุณจะรวบรวมความรู้ที่ได้รับจากผู้ใช้หลายพันหรือหลายล้านคนโดยไม่กระทบต่อความเป็นส่วนตัวได้อย่างไร ดังนั้นเราจึงคิดวิธีที่ชาญฉลาดในการปกป้องข้อมูลผู้ใช้ ในขณะเดียวกันก็สามารถแชร์โมเดลที่ซับซ้อนเหล่านี้และอัปเดตด้วยกรณีการใช้งานของชุมชน

เราต้องการทำงานร่วมกับชุมชน รวมถึงนักวิชาการ กลุ่มการค้า และผู้ใช้เอง เพื่อสร้างอุปกรณ์ที่ข้อมูลผู้ใช้ได้รับการเข้ารหัสและเก็บไว้หลังไฟร์วอลล์ และไม่ควรออกจากอุปกรณ์ของบุคคลนั้น นี่คือหลักการต่างๆ ที่เรากำลังรวบรวมในตอนนี้ และเพิ่งเริ่มต้นเกี่ยวกับความหมายในซอฟต์แวร์

แนะนำ : รีวิวซีรี่ย์เกาหลี | ลายสัก | รีวิวร้านอาหาร | โทรศัพท์มือถือ ราคาถูก | เรื่องย่อหนัง