Aos poucos, muitas coisas novas estão entrando em nossas vidas. O desenvolvimento da tecnologia não fica parado, e amanhã pode ser possível o que ontem não ousávamos sonhar. A interface do neurocomputador (NCI) torna real a conexão entre o cérebro humano e a tecnologia, sua interação parcial.
O que é NCI?
NCI é um sistema para troca de informações entre o cérebro humano e um dispositivo eletrônico. A troca pode ser bidirecional, quando os impulsos elétricos vêm do aparelho para o cérebro e vice-versa, ou unidirecional, quando apenas um objeto recebe a informação. Em termos mais simples, NCI é o que é chamado de "gerenciamento do poder do pensamento". Uma descoberta muito importante, que já é amplamente utilizada em muitas áreas da vida.
Como funciona o NCI?
Os neurônios do cérebro transmitem informações uns aos outros usando impulsos elétricos. Esta é uma rede muito complexa e intrincada que os cientistas ainda não podem analisar completamente. Mas com a ajuda do NCI, tornou-se possível ler parte da informação dos impulsos cerebrais e transferi-la para dispositivos eletrônicos. Eles, por sua vez, podem transformarimpulsos em ação.
História do estudo do NCI
Vale ress altar que os trabalhos do cientista russo IP Pavlov sobre reflexos condicionados se tornaram a base para o desenvolvimento da interface NC. Também um papel importante no estudo do NCI foi desempenhado por seu próprio trabalho sobre o papel regulador do córtex cerebral. A pesquisa de IP Pavlov ocorreu no início do século XX no Instituto de Medicina Experimental de São Petersburgo. Mais tarde, as ideias de Pavlov na direção da interface NC foram desenvolvidas pelo fisiologista soviético P. K. Anokhin e pelo neurofisiologista soviético e russo N. P. Bekhtereva. A pesquisa global do NCI começou apenas na década de 1970 nos Estados Unidos. Experimentos foram realizados em macacos, ratos e outros animais. No decorrer da pesquisa, cientistas que trabalham com macacos experimentais descobriram que certas áreas do cérebro são responsáveis pelos movimentos de seus membros. Desde esta descoberta, o destino subsequente do NCI foi selado.
Eletroencefalografia (EEG)
Eletroencefalografia é um método de leitura dos impulsos eletrônicos do cérebro por eletrodos anexados de forma não invasiva à cabeça de uma pessoa. Um método não invasivo é um método no qual eletrodos são fixados na cabeça de uma pessoa ou animal, sem inserção direta no córtex cerebral. O método EEG surgiu há relativamente tempo e deu uma grande contribuição para o desenvolvimento da interface cérebro-computador. O método EEG ainda é usado hoje porque é barato e eficaz.
Estágios do NCI
Informações provenientes do cérebro humano são processadasdispositivo eletrônico em quatro etapas:
- Receber sinal.
- Pré-tratamento.
- Interpretação e classificação dos dados.
- Saída de dados.
Primeira etapa
No primeiro estágio, os eletrodos são inseridos diretamente no córtex cerebral (método invasivo) ou fixados na superfície da cabeça (método não invasivo). O processo de leitura de informações das células cerebrais começa. Os eletrodos coletam dados de sistemas individuais de neurônios responsáveis por várias ações.
Pré-tratamento
No segundo estágio da interface cérebro-computador, os sinais recebidos são pré-processados. O dispositivo extrai características do sinal para simplificar a composição complexa dos dados, eliminar informações desnecessárias e ruídos que interferem nos sinais cerebrais claros.
Terceira etapa
No terceiro estágio da interface END, a informação é interpretada a partir de impulsos elétricos em um código digital. Denota uma ação, um sinal ao qual o cérebro deu. Os códigos resultantes são então classificados.
Saída de dados
A saída da informação ocorre no quarto estágio. Os dados digitalizados são enviados para um dispositivo conectado ao cérebro, que executa um comando dado mentalmente.
Neuroprótese
Uma das principais áreas de implementação da interface cerebral é a medicina. As próteses neurais são projetadas para restabelecer a conexão entre o cérebro humano e a ação de seus órgãos, para substituir órgãos danificados por doenças ou lesões, com a posterior restauração das funções de um corpo saudável. NCI pode ser especialmente bom para pessoas com paralisia ou perda de membros. No uso de próteses neurais, é utilizado o princípio de funcionamento da interface cérebro-computador. Simplificando, uma pessoa é equipada com braços ou pernas protéticos, dos quais implantes eletrônicos levam à área do cérebro responsável pelo movimento desse membro. As neuropróteses passaram em muitos testes, mas a dificuldade de seu uso em massa está no fato de que o NCI não consegue ler completamente os sinais cerebrais, e o controle das próteses na vida cotidiana fora do laboratório é difícil. Há alguns anos, a Rússia queria estabelecer a produção de neuropróteses, mas até agora isso não foi implementado.
Próteses auditivas
Se os membros protéticos ainda não apareceram no mercado de massa, o implante coclear (uma prótese que ajuda a restaurar a audição) já é usado há muito tempo. Para recebê-lo, o paciente deve ter um grau pronunciado de perda auditiva neurossensorial (ou seja, uma perda auditiva em que a capacidade do aparelho auditivo de receber e analisar sons está prejudicada). A restauração auditiva com implante coclear é utilizada quando um aparelho auditivo convencional não apresenta os resultados esperados. O implante é implantado no aparelho auditivo e na parte adjacente da cabeça como resultado de uma operação cirúrgica. Como qualquer outra interface cérebro-máquina, um implante coclear deve se ajustar completamente ao usuário. Para aprender a usá-lo e começar a perceber o implante como uma nova orelha, o paciente precisa passar por um longo curso de reabilitação.
Futuro do NCI
Recentemente, você pode ouvir e ler sobre inteligência artificial em todos os lugares. Isso significa que o sonho de muitas pessoas está se tornando realidade - em breve nosso cérebro entrará em simbiose com a tecnologia. Sem dúvida, esta será uma nova era no desenvolvimento da humanidade. Novo nível de conhecimento e oportunidades. Graças à interface cérebro-computador, um grande número de novas e importantes descobertas aparecerão em muitas áreas da ciência. Além de ser usado para fins médicos, o NCI já pode conectar o usuário a dispositivos de realidade virtual. Como mouse de computador virtual, teclado, personagens em jogos de realidade virtual, etc.
Gestão sem mãos
A principal tarefa da interface do neurocomputador é encontrar a possibilidade de controlar equipamentos sem a ajuda de músculos. As descobertas nesta área darão às pessoas com paralisia mais oportunidades de movimento, condução e gadgets. Já agora o NCI combina perfeitamente o cérebro humano e a inteligência artificial do computador. Isso se tornou possível graças a um profundo estudo dos princípios do cérebro humano. É com base neles que os programas são compilados nos quais o NCI e a inteligência artificial funcionam.
NTI em robótica
Desde que os cientistas descobriram que certas áreas do cérebro são responsáveis pelo movimento muscular, eles imediatamente tiveram a ideia de que o cérebro humano pode controlar não apenas seu próprio corpo, mas também controlar uma máquina humanóide. Muitas máquinas robóticas diferentes estão sendo criadas agora. Incluindo humanóides. Roboticistas se esforçam em suas obras humanóidesimitar o comportamento de pessoas reais. Mas até agora, a programação e a inteligência artificial lidam com essa tarefa um pouco pior do que o NCI. Usando a interface NC, você pode controlar membros robóticos à distância. Por exemplo, em locais onde o acesso humano é impossível. Ou em trabalhos que exijam precisão em joias.
NCI para paralisia
Sem dúvida, a mais demandada é a interface cérebro-computador na medicina. Controlar braços e pernas protéticos, controlar uma cadeira de rodas com a mente, gerenciar informações em smartphones, computadores sem mãos, etc. Se essas inovações se tornarem onipresentes, o padrão de vida das pessoas atualmente limitadas em sua capacidade de locomoção melhorará. O cérebro transmitirá imediatamente comandos para dispositivos, contornando o corpo, o que ajudará uma pessoa com deficiência a se adaptar melhor ao ambiente. Mas ao experimentar neuropróteses, os especialistas enfrentam alguns problemas que não conseguem encontrar soluções até hoje.
Prós e contras da interface cérebro-computador
Apesar de existirem muitas vantagens na utilização da interface NC, também existem desvantagens na sua utilização. Uma vantagem no desenvolvimento do NCI na medicina é o fato de que o cérebro humano (especialmente seu córtex) se adapta muito bem às mudanças, devido às quais as possibilidades da interface NCI são quase ilimitadas. A questão está apenas por trás do desenvolvimento e descoberta de novas tecnologias. Mas há alguns problemas aqui.
Incompatibilidade de tecidos corporais com dispositivos
Primeiro, se você digitarimplantes de forma invasiva (dentro dos tecidos), é muito difícil conseguir sua total compatibilidade com os tecidos do paciente. Aqueles materiais e fibras que devem ser totalmente implantados no tecido orgânico estão apenas sendo criados.
Técnica imperfeita comparada ao cérebro
Em segundo lugar, os eletrodos ainda são muito mais simples do que os neurônios do cérebro. Eles ainda não são capazes de transmitir e receber todas as informações que as células nervosas do cérebro podem manipular com facilidade. Portanto, o movimento dos membros de uma pessoa saudável é muito mais rápido e preciso do que o movimento de neuropróteses, e um ouvido saudável percebe os sons de forma mais clara e correta do que um ouvido com implante coclear. Se nosso cérebro sabe quais informações filtrar e o que considerar como principal, então em dispositivos com inteligência artificial isso é feito por algoritmos escritos por humanos. Até que possam replicar os complexos algoritmos do cérebro humano.
Muitas variáveis para controlar
Alguns institutos científicos estão planejando em um futuro próximo criar não uma neuroprótese separada de uma perna ou braço, mas um exoesqueleto inteiro para pessoas com paralisia cerebral. Com essa forma de prótese, o exoesqueleto deve receber informações não apenas do cérebro, mas também da medula espinhal. Com esse dispositivo, conectado a todas as terminações nervosas importantes do corpo, uma pessoa pode ser chamada de um verdadeiro ciborgue. Usar um exoesqueleto permitirá que uma pessoa completamente paralisada recupere a capacidade de se mover. Mas o problema é que a implementação do movimento não é tudo o que se exige do NCI. Exoesqueletotambém deve levar em conta o equilíbrio, a coordenação dos movimentos, a orientação no espaço. Embora a tarefa de implementar simultaneamente todos esses comandos seja difícil.
O medo das pessoas pelo novo
O método não invasivo de colocação de implantes é eficaz em condições de laboratório, mas na vida cotidiana é improvável que este método atenda às expectativas colocadas nele. O contato com essa conexão é fraco, é usado principalmente para ler sinais. Portanto, na medicina e na neuroprotética, como regra, eles usam o método cirúrgico de introdução de eletrodos no corpo. Mas poucas pessoas concordarão em combinar seu corpo e técnica desconhecida. Tendo ouvido falar sobre os exterminadores e ciborgues dos filmes de Hollywood, as pessoas têm medo de progresso e inovações, especialmente quando dizem respeito diretamente a uma pessoa.
