Нейрокоммуникации: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
[отпатрулированная версия][отпатрулированная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
Нет описания правки
Строка 42: Строка 42:
==== Совместное решение задач ====
==== Совместное решение задач ====
{{Основная статья|:en:Computer-supported cooperative work}}
{{Основная статья|:en:Computer-supported cooperative work}}

== Современное состояние ==
{{Заготовка раздела}}
[[File:InterfaceNeuronale legende.svg|thumb|right|200px|Схема интерфейса «мозг-компьютер».]]
[[File:Nicolelis.jpg|thumb|right|200px|Мигель Николелис, создатель первых интерфейсов «мозг-мозг».]]

=== Интерфейсы ===
{{Основная статья|Интерфейс мозг-мозг}}
Интерфейсы «мозг-компьютер» уже доведены до стадии коммерческих товаров. Так, австралийская компания [[Emotiv Systems]] вывела на рынок нейроинтерфейсы, использующие [[Электроэнцефалография|электроэнцефалографию]]. Они выявляют выражение лица, позволяют проводить нейроисследования, работать с биологической обратной связью, осуществлять управление в компьютерной игре или контроль дронов [[Parrot AR.Drone]]{{sfn|Подходы, 2015|с=38}}.

Что касается взаимодействия «мозг-мозг», в этой части пока проводятся лабораторные опыты. В феврале 2013 года команда [[Николелис, Мигель|Мигеля Николелиса]] отчиталась о том, что ей удалось связать в сеть мозги двух [[Крысы|крыс]]. Крысам были имплантированы подключённые к компьютерам электроды, а компьютеры соединили через Интернет. Крысы [[система реального времени|в режиме реального времени]] обменивались тактильной и моторной информацией, хотя находились при этом на разных [[материк]]ах: одна в [[Южная Америка|Южной Америке]] (на территории бразильского института [[:en:International Institute for Neuroscience of Natal|IINN-ELS]]), а вторая в [[Северная Америка|Северной]] ([[Университет Дьюка]] в американском штате [[Северная Каролина]])<ref>{{статья |автор= Pais-Vieira M. et al.|заглавие= A Brain-to-Brain Interface for Real-Time Sharing of Sensorimotor Information|оригинал= |ссылка= http://www.nature.com/articles/srep01319|автор издания= |издание= [[:en:Scientific Reports|Scientific Reports]]|тип= журнал|место= Лондон|издательство= [[Nature Publishing Group]]|год= 2013|месяц= 02|число= 28|том= |выпуск= |номер= 3|страницы= |isbn= |issn= 2045-2322|doi= 10.1038/srep01319|bibcode= |arxiv= |pmid= |язык= en|ref= |archiveurl= |archivedate=}}</ref>.

Спустя чуть более месяца учёные из [[Гарвардская медицинская школа|Гарвардской медицинской школы]] отчитались об успехе межвидовой нейрокоммуникации без вживления [[имплант]]ов, неинвазивным способом за счёт электроэнцефалографии (ЭЭГ). Люди-добровольцы надевали шапки с электродами ({{lang-en|Braincap}}), которые отслеживали активность их головного мозга, и силой мысли заставляли шевелиться хвост крысы, находившейся под [[Анестезия|анестезией]]<ref name="Reardon">{{статья |автор= Reardon S.|заглавие= Interspecies telepathy: human thoughts make rat move|оригинал= |ссылка= https://www.newscientist.com/article/dn23343-interspecies-telepathy-human-thoughts-make-rat-move/|автор издания= |издание= [[New Scientist]]|тип= журнал|место= |издательство= |год= 2013|месяц= 04|число= 13|том= |выпуск= |номер= |страницы= |isbn= |issn= 0262-4079|doi= 10.1371/journal.pone.0060410|bibcode= |arxiv= |pmid= |язык= en|ref= |archiveurl= |archivedate=}}</ref>.

В августе того же года в [[Вашингтонский университет|Вашингтонском университете]] был проведён успешный эксперимент по [[нейрокоммуникации]] между людьми в ходе игры в [[шутер]]. В распоряжении одного игрока (Раджеша Рао, {{lang-en|Rajesh Rao}}) имелся только экран, а клавиатура находилась в соседней комнате у Андреа Стокко ({{lang-en|Andrea Stocco}}). Рао не мог самостоятельно нажимать клавиши, а Стокко не видел происходящего на экране. Рао посылал команды о необходимости нажатия клавиш в мозг Стокко с помощью шапки с электродами{{sfn|Тулинов|2015}}.

=== Расширение и перенос личности ===
{{Основная статья|:en:Extended cognition}}
На открытии финального турнира [[Чемпионат мира по футболу 2014|чемпионата мира по футболу 2014]] первый удар по мячу нанёс с помощью экзоскелета человек с парализованными ногами. Управление экзоскелетом осуществлялась мозгом, активность которого считывалась благодаря шапке с электродами<ref>{{cite web |url= http://lenta.ru/articles/2015/04/04/interface/|title= Интерфейсы «мозг-компьютер»|subtitle= Лекция психолога Василия Ключарёва о том, как нейротехнологии стирают границы между человеком и внешней средой|author= Карпов М.|authorlink= |coauthors= |quote= |date= 2015-04-04|format= |work= |publisher= [[Lenta.ru]]|accessdate=2015-09-14 |lang= |description= |deadlink= |archiveurl= |archivedate= |ref= }}</ref><ref name="BBC">{{cite news |first= |last= |authorlink= |author= Martins A., Rincon P|coauthors= |title= Paraplegic in robotic suit kicks off World Cup|url= http://www.bbc.com/news/science-environment-27812218|format= |work= |publisher= [[Би-би-си]]|location= |id= |pages= |page= |date= 2014-06-12|accessdate=2015-10-05 |language= en|quote= |archiveurl= |archivedate= }}</ref>. В то же время ещё в 2011 году сотрудник [[Междисциплинарный центр в Герцлии|Междисциплинарного центра в Герцлии]] ([[Израиль]]) Дорон Фридман ({{lang-en|Doron Friedman}}) трудился над созданием аватара, управляемого с помощью [[Магнитно-резонансная томография|МРТ]]<ref>{{статья |автор= Mann A.|заглавие= Контроль аватара с помощью мозга?|оригинал= Controlling an avatar with your brain?|ссылка= http://www.jpost.com/Enviro-Tech/Controlling-an-avatar-with-your-brain|автор издания= |издание= [[The Jerusalem Post]]|тип= газета|место= Иерусалим|издательство= |год= 2011|месяц= 12|число= 11|том= |выпуск= |номер= 3|страницы= |isbn= |issn= |doi= |bibcode= |arxiv= |pmid= |язык= en|ref= |archiveurl= |archivedate=}}</ref>. Под управлением одного из студентов аватар преодолел расстояние в 2 000 км<ref>{{cite web |url= http://www.extremetech.com/extreme/132389-real-life-avatar-the-first-mind-controlled-robot-surrogate|title= Real-life Avatar|subtitle= The first mind-controlled robot surrogate|author= Anthony S.|authorlink= |coauthors= |quote= |date= 2012-07-06|format= |work= |publisher= [[:en:ExtremeTech|ExtremeTech]]|accessdate=2015-10-06 |lang= en|description= |deadlink= |archiveurl= |archivedate= |ref= }}</ref>.

LifeLike, совместный проект {{Не переведено 3|Университета Центральной Флориды|Университета Центральной Флориды|en|University of Central Florida}} и [[Университет штата Иллинойс|Университета штата Иллинойс]], посвящён созданию виртуального двойника сотрудника американского [[Национальный научный фонд|Национального научного фонда]] Алекса Шварцкопфа ({{lang-en|Alex Schwarzkopf}}). Двойник должен сохранить для будущих поколений научный и интеллектуальный опыт Шварцкопфа, а также его внешность, мимику, голос, манеру общения{{sfn|Подходы, 2015|с=40}}.

=== Децентрализованный интеллект ===
{{Основная статья|:en:Distributed cognition}}
В 2015 году лаборатория М. Николелиса из Университета Дьюка провела два новых эксперимента. В обоих животные вознаграждались за успешное групповое взаимодействие. В одном случае три обезьяны через нейрокомпьютерные интерфейсы сообща управляли искусственной рукой, наблюдая её движение на мониторе, причём каждая по отдельности могла манипулировать персонажем только по одной оси [[Прямоугольная система координат|прямоугольной системы координат]]. Эксперимент показал, что мозги [[примат]]ов могут быть объединены в самоадаптирующуюся компьютерную структуру, способную к достижению общих целей<ref>{{статья |автор= Ramakrishnan A. et al.|заглавие= Computing Arm Movements with a Monkey Brainet|оригинал= |ссылка= http://www.nature.com/articles/srep10767|автор издания= |издание= [[:en:Scientific Reports|Scientific Reports]]|тип= журнал|место= Лондон|издательство= [[Nature Publishing Group]]|год= 2015|месяц= 07|число= 09|том= |выпуск= |номер= 5|страницы= |isbn= |issn= 2045-2322|doi= 10.1038/srep10767|bibcode= |arxiv= |pmid= |язык= en|ref= |archiveurl= |archivedate=}}</ref>. Во втором эксперименте была создана сеть из мозгов 4 крыс<ref name="Building an organic computing">{{статья |автор= Pais-Vieira M. et al.|заглавие= Building an organic computing device with multiple interconnected brains|оригинал= |ссылка= http://www.nature.com/articles/srep11869|автор издания= |издание= [[:en:Scientific Reports|Scientific Reports]]|тип= журнал|место= Лондон|издательство= [[Nature Publishing Group]]|год= 2015|месяц= 07|число= 09|том= |выпуск= |номер= 5|страницы= |isbn= |issn= 2045-2322|doi= 10.1038/srep11869|bibcode= |arxiv= |pmid= |язык= en|ref= |archiveurl= |archivedate=}}</ref>{{sfn|Подходы, 2015|с=33}}.


== Примечания ==
== Примечания ==

Версия от 10:49, 12 октября 2015

Сферы применения

Модель аватара из одноимённого фильма Дж. Кэмерона (2009).
Снятие «отпечатков мыслей».
Межвидовая коммуникация. Кадр из мультфильма «Трое из Простоквашино» (1978).
Электрический экзоскелет Hybrid Assistive Limbs (2005).
Фитнес-трекер Samsung Gear Fit (2014).

В рамках российской Национальной технологической инициативы рынок нейрокоммуникаций обозначен термином «NeuroNet». Под ним понимается как рынок средств человеко-машинных коммуникаций, основанных на передовых разработках в нейротехнологиях и повышающих продуктивность человеко-машинных систем, а также психических и мыслительных процессов[1]. Технологии нейрокоммуникации могут применяться для лёгкого управления техническими средствами и взаимодействия с искусственным интеллектом, биомониторинга и протезирования, прямой оперативной коммуникации, переживания чужого опыта, образования, совместного решения сложных задач, разрешения конфликтов, исследований рынка, программирования эмоций и т.д.[2] Ниже собрана информация о наиболее крупных сферах применения.

Армия и промышленность

Уже сейчас существует система видеонаблюдения CT2WS. Благодаря отслеживанию бессознательных реакций солдата на события в поле зрения (сигналов мозгового «детектора ошибок») она позволяет замечать 91 % опасных объектов по сравнению с 47 % замеченных опасностей у солдат с обычными биноклями. Тем самым система служит иллюстрацией на тему экзокортекса[3].

Ещё больше у военных потребность в технологиях, которые сокращают время реакции. Наиболее очевидным примером может послужить дистанционное управление боевыми роботами с помощью нейрокомпьютерных интерфейсов, как показано в фильме «Огненный лис» (1982)[4]. Более фантастичными пока выглядят системы синтетической телепатии (англ. synthetic telepathy, technology-mediated telepathy, computer-mediated telepathy), первым её образцом должна стать заказанная со стороны DARPA технология безголосового общения между солдатами на поле боя Silent Talk[5][6].

Дистанционное управление роботами необходимо и в гражданской сфере. Например, это может быть реализация проектов в экстремальных климатических зонах (освоение Арктики, сокращение дорогостоящих вахтовых поселений на Крайнем Севере)[7]. Космонавт-испытатель, доктор философских наук Сергей Кричевский предполагает, что колонизацию космоса следует начинать с отправки на другие планеты аватаров (наподобие показанных в фильме «Аватар» Джеймса Кэмерона)[8].

Безопасность

См. также: en:Neurolaw

Сегодня судебная экспертиза уже использует метод отпечатков мыслей[англ.]. Благодаря Нейронету возможности чтения мыслей?! расширятся и сделают доступным контроль сознания, что позволит предупреждать преступления[9]. Данное обстоятельство гиперболизировано в научно-фантастическом романе Руди Рюкера «Postsingular» (2007 год)[10]. Электронный браслет может эволюционировать до нейробраслета. Отдельным направлением станет создание новых способов идентификации личности, поскольку распространение протезов может сделать физический субстрат человека неустойчивым[11].

Биокоммуникации

Нейрокоммуникации могут увеличить число говорящих животных. Сейчас в области межвидовой коммуникации[англ.] по линии «человек-животные» учёные уже пытаются расшифровать язык животных. Например, профессор Кон Слободчикофф[англ.] из Университета Северной Аризоны[англ.] трудится над созданием специальных устройств мобильного перевода (первое подобное устройство под названием BowLingual[англ.], осуществлявшее перевод с языка собак, вышло в 2002 году)[12].

В то же время один из авторов акторно-сетевой теории социолог Бруно Латур возводил животных до статуса субъектов социальных отношений. Нейроинтерфейсы позволят человеку и животным сосуществовать в общей социальной сети: люди смогут не только читать мысли животных, но и воздействовать на их поведение, как это продемонстрировал в 2013 году эксперимент Гарвардской медицинской школы[⇨][13]. Как было сказано на «Форсайт-флоте» 2015 года, посвящённом НТИ, Нейронет позволит

отправлять кота в аптеку, а собаку за хлебом.[14]

Здоровье

Во всём мире от заболеваний центральной нервной системы страдает более 2 млрд. человек. Тем самым, имеется потенциально широкий спрос на нейропротезы, экзоскелеты для пациентов с повреждениями спинного мозга, неинвазивные медицинские решения[15]. М. Николелис инициировал проект «Ходить вновь» (англ. Walk Again Project), его целью является создание экзоскелетов, которые могли бы управляться парализованными людьми с помощью мысли[16].

В рамках концепции «мобильного здоровья» уже сейчас на рынке имеется спрос на носимые устройства с биологической обратной связью вроде фитнес-трекеров[англ.]. Возникло такое направление, как тренировка мозга[англ.] (в частности, речь о решении компании Lumosity?!, на которое подписались более 40 млн. пользователей)[17].

Нейромаркетинг

Обучение

В этой сфере будут востребованы тренажёры психических состояний. Например, имеющаяся уже сейчас компьютерная игра Journey to Wild Divine позволяет изучать медитационные практики. Учитывая рост числа детей с синдромом дефицита внимания, будут пользоваться популярностью тренажёры внимания вроде программы Play Attention[18]. О большом спросе на технологии повышения мозговой активности свидетельствует массовое увлечение микрополяризацией головного мозга[19]. Нейроинтерфейсы должны позволять также контролировать ход усвоения учебного материала[20]. Не исключено решение проблемы переноса сознания, в этом случае обучение станет заключаться в загрузке необходимых знаний[англ.] напрямую в мозг учеников[21].

Развлечения

В сфере развлечений будут востребованы нейронные периферийные устройства ввода-вывода, первые из которых уже появляются в индустрии компьютерных игр (решения компаний Emotiv Systems, NeuroSky, Neural Impulse Actuator, игра Mindball)[5]. Ещё больший потенциал М. Николелис видит в виртуальном туризме: трансформация устройств телеприсутствия в аватаров позволит людям получать реалистичные впечатления от дистанционных путешествий на другие планеты и в иные труднодоступные уголки Вселенной[4].

Совместное решение задач

Основная статья: en:Computer-supported cooperative work

Современное состояние

Схема интерфейса «мозг-компьютер».
Мигель Николелис, создатель первых интерфейсов «мозг-мозг».

Интерфейсы

Основная статья: Интерфейс мозг-мозг

Интерфейсы «мозг-компьютер» уже доведены до стадии коммерческих товаров. Так, австралийская компания Emotiv Systems вывела на рынок нейроинтерфейсы, использующие электроэнцефалографию. Они выявляют выражение лица, позволяют проводить нейроисследования, работать с биологической обратной связью, осуществлять управление в компьютерной игре или контроль дронов Parrot AR.Drone[22].

Что касается взаимодействия «мозг-мозг», в этой части пока проводятся лабораторные опыты. В феврале 2013 года команда Мигеля Николелиса отчиталась о том, что ей удалось связать в сеть мозги двух крыс. Крысам были имплантированы подключённые к компьютерам электроды, а компьютеры соединили через Интернет. Крысы в режиме реального времени обменивались тактильной и моторной информацией, хотя находились при этом на разных материках: одна в Южной Америке (на территории бразильского института IINN-ELS), а вторая в Северной (Университет Дьюка в американском штате Северная Каролина)[23].

Спустя чуть более месяца учёные из Гарвардской медицинской школы отчитались об успехе межвидовой нейрокоммуникации без вживления имплантов, неинвазивным способом за счёт электроэнцефалографии (ЭЭГ). Люди-добровольцы надевали шапки с электродами (англ. Braincap), которые отслеживали активность их головного мозга, и силой мысли заставляли шевелиться хвост крысы, находившейся под анестезией[24].

В августе того же года в Вашингтонском университете был проведён успешный эксперимент по нейрокоммуникации между людьми в ходе игры в шутер. В распоряжении одного игрока (Раджеша Рао, англ. Rajesh Rao) имелся только экран, а клавиатура находилась в соседней комнате у Андреа Стокко (англ. Andrea Stocco). Рао не мог самостоятельно нажимать клавиши, а Стокко не видел происходящего на экране. Рао посылал команды о необходимости нажатия клавиш в мозг Стокко с помощью шапки с электродами[25].

Расширение и перенос личности

Основная статья: en:Extended cognition

На открытии финального турнира чемпионата мира по футболу 2014 первый удар по мячу нанёс с помощью экзоскелета человек с парализованными ногами. Управление экзоскелетом осуществлялась мозгом, активность которого считывалась благодаря шапке с электродами[26][16]. В то же время ещё в 2011 году сотрудник Междисциплинарного центра в Герцлии (Израиль) Дорон Фридман (англ. Doron Friedman) трудился над созданием аватара, управляемого с помощью МРТ[27]. Под управлением одного из студентов аватар преодолел расстояние в 2 000 км[28].

LifeLike, совместный проект Университета Центральной Флориды[англ.] и Университета штата Иллинойс, посвящён созданию виртуального двойника сотрудника американского Национального научного фонда Алекса Шварцкопфа (англ. Alex Schwarzkopf). Двойник должен сохранить для будущих поколений научный и интеллектуальный опыт Шварцкопфа, а также его внешность, мимику, голос, манеру общения[29].

Децентрализованный интеллект

Основная статья: en:Distributed cognition

В 2015 году лаборатория М. Николелиса из Университета Дьюка провела два новых эксперимента. В обоих животные вознаграждались за успешное групповое взаимодействие. В одном случае три обезьяны через нейрокомпьютерные интерфейсы сообща управляли искусственной рукой, наблюдая её движение на мониторе, причём каждая по отдельности могла манипулировать персонажем только по одной оси прямоугольной системы координат. Эксперимент показал, что мозги приматов могут быть объединены в самоадаптирующуюся компьютерную структуру, способную к достижению общих целей[30]. Во втором эксперименте была создана сеть из мозгов 4 крыс[31][32].

Примечания

  1. ↑ Носкова Е. Бизнес, которого нет // Российская газета : газета. — М., 2015. — 8 июля.
  2. ↑ Подходы, 2015, с. 49, 59.
  3. ↑ Подходы, 2015, с. 63.
  4. ↑ 1 2 Николелис М. 13. Back to the Stars // Без границ: новая нейронаука соединения мозга с машиной — и как она изменит нашу жизнь = Beyond boundaries: the new neuroscience of connecting brains with machines — and how it will change our lives. — 1st ed. — N. Y.: Times Books, 2011. — 353 p. — ISBN 978-1250002617.
  5. ↑ 1 2 Подходы, 2015, с. 60.
  6. ↑ Drummond K., Shachtman N. (2009-05-14). "Pentagon preps soldier telepathy push" (англ.). Сан-Франциско: Wired. Дата обращения: 6 октября 2015. {{cite news}}: Шаблон цитирования имеет пустые неизвестные параметры: |coauthors= (справка)
  7. ↑ Нейротехнологии, 2014, с. 94.
  8. ↑ Дубровский, 2013, с. 65.
  9. ↑ Eagleman D. Мозг на суде (англ.) = The Brain on Trial // The Atlantic : журнал. — Бостон, 2011. — 07/08. — ISSN 1072-7825.
  10. ↑ Краковецкий, 2015.
  11. ↑ Дубровский, 2013, с. 226.
  12. ↑ Railly R. «Could you clean my litter tray?»: Leading expert says we'll have the technology to communicate with our pets within 10 years (англ.) // Daily Mail : газета. — 2013. — 5 June.
  13. ↑ Дубровский, 2013, с. 99-100.
  14. ↑ Нейронет – самая футуристичная рабочая группа Форсайт-флота 2015, которая вызывает наибольший интерес. Российская венчурная компания. Facebook (19 мая 2015). Дата обращения: 15 сентября 2015.
  15. ↑ Подходы, 2015, с. 58-60.
  16. ↑ 1 2 Martins A., Rincon P (2014-06-12). "Paraplegic in robotic suit kicks off World Cup" (англ.). Би-би-си. Дата обращения: 5 октября 2015. {{cite news}}: Шаблон цитирования имеет пустые неизвестные параметры: |coauthors= (справка)
  17. ↑ Подходы, 2015, с. 60-62.
  18. ↑ Подходы, 2015, с. 62-63.
  19. ↑ Подходы, 2015, с. 35.
  20. ↑ Соболевская О. Паспорт компетенций заменит диплом вуза. OPEC.ru. Высшая школа экономики (21 октября 2013). Дата обращения: 14 сентября 2015.
  21. ↑ Тарасевич Г., Константинов А. Школа завтра не нужна // Русский репортёр : журнал. — М., 2013. — 29 августа (№ 34 (312)).
  22. ↑ Подходы, 2015, с. 38.
  23. ↑ Pais-Vieira M. et al. A Brain-to-Brain Interface for Real-Time Sharing of Sensorimotor Information (англ.) // Scientific Reports : журнал. — Лондон: Nature Publishing Group, 2013. — 28 February (no. 3). — ISSN 2045-2322. — doi:10.1038/srep01319.
  24. ↑ Reardon S. Interspecies telepathy: human thoughts make rat move (англ.) // New Scientist : журнал. — 2013. — 13 April. — ISSN 0262-4079. — doi:10.1371/journal.pone.0060410.
  25. ↑ Тулинов, 2015.
  26. ↑ Карпов М. Интерфейсы «мозг-компьютер». Лекция психолога Василия Ключарёва о том, как нейротехнологии стирают границы между человеком и внешней средой. Lenta.ru (4 апреля 2015). Дата обращения: 14 сентября 2015.
  27. ↑ Mann A. Контроль аватара с помощью мозга? (англ.) = Controlling an avatar with your brain? // The Jerusalem Post : газета. — Иерусалим, 2011. — 11 December (no. 3).
  28. ↑ Anthony S. Real-life Avatar. The first mind-controlled robot surrogate (англ.). ExtremeTech (6 июля 2012). Дата обращения: 6 октября 2015.
  29. ↑ Подходы, 2015, с. 40.
  30. ↑ Ramakrishnan A. et al. Computing Arm Movements with a Monkey Brainet (англ.) // Scientific Reports : журнал. — Лондон: Nature Publishing Group, 2015. — 9 July (no. 5). — ISSN 2045-2322. — doi:10.1038/srep10767.
  31. ↑ Pais-Vieira M. et al. Building an organic computing device with multiple interconnected brains (англ.) // Scientific Reports : журнал. — Лондон: Nature Publishing Group, 2015. — 9 July (no. 5). — ISSN 2045-2322. — doi:10.1038/srep11869.
  32. ↑ Подходы, 2015, с. 33.

Литература

Ссылки

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Нейрокоммуникации&oldid=73869784