Интерфейс (дополнение)
Оригинал взят у navigator011
Оригинал взят у maksym_tt
Оригенал взят у prosto_rgb
Оригинал взят у lexpartizan
Интерфейс
Мозги в пакетике.
Намерение DARPA создать новый интерфейс мозг-компьютер и даже читать мысли уже не выглядит фантастикой.
Хотя современные неинвазивные датчики ЭКГ были и остаются всего-навсего попыткой судить о вычислениях по температуре процессора. Однако вживляемые электроды способны судить о активности отдельных нейронов. Что совсем уже другое дело и другая точность.
Считывание информации с мозга.
Например, сотрудник Ицхака Фрида - врач и нейрофизиолог Родриго Киан Кирога - демонстрировал испытуемым на экране своего ноутбука подборку широко известных зрительных образов, среди которых были как популярные личности, так и знаменитые сооружения, вроде оперного театра в Сиднее. При показе этих картинок в мозге наблюдалась электрическая активность отдельных нейронов, причем разные образы «включали» разные нервные клетки. Например, был установлен «нейрон Дженнифер Энистон», который «выстреливал» всякий раз, когда на экране возникал портрет этой актрисы романтического амплуа. Какое бы фото Энистон ни демонстрировали испытуемому, нейрон «ее имени» не подводил. Более того, он срабатывал и тогда, когда на экране появлялись кадры из известного сериала, в котором актриса снималась, пусть даже ее самой в кадре не было. А вот при виде девушек, лишь похожих на Дженнифер, нейрон молчал.
Это означает, что по активности этого нейрона можно определить, когда пациент фапаетдумает нао Дженифер Энистон.
А это уже чтение мыслей и никак иначе. Оно возможно. И достижимо.
А совсем недавно учёные научились даже распознавать картинки, которые показывают пациенту. Нет, к сожалению, растровое изображение из мозга не вытянули, а всего лишь навсего смогли отличить одну картинку от сотни других, но и то хлеб.
А тем временем, во время обычной операции на мозге пациенту наклеили плёнку из электродов, что позволило точнее управлять протезом.
Наличие 128 крошечных электродов на пленке позволили ученым увидеть, какие именно части мозга пациента задействовались в работе, когда человека просили совершить сгибательные движения каждым пальцем руки, один за одним.
Данная методика теоретически может позволить управлять роботами или военной техникой со скоростью мысли, без всяких интерфейсов, ручек, рычагов управления и тд. Чем и занята DARPA.
Методы воздействия на мозг.
Однако, мозг можно не только читать, но в него можно и писать.
Например, древний эксперимент(ещё в 2007 году), проведенный в США, позволил ученым приблизиться к созданию нового типа протезов глаза, предназначенного для более широкого круга больных, чем активно разрабатываемые сейчас протезы сетчатки. Электроды, вживленные исследователями в таламус мозга обезьян, смогли воспроизвести воздействие света на зрительный анализатор. Сотрудники Медицинской школы Гарварда обучили подопытных обезьян следить за перемещениями световой точки на экране. Затем в латеральное коленчатое тело таламуса головного мозга животных вживляли один или два электрода, имитирующих сигнал, поступающий в таламус от светочувствительных рецепторов сетчатки.
По данным ученых, при стимуляции зрительных центров электрическими импульсами зрачки обезьян перемещались точно так же, как если бы они продолжали следить за реальной световой точкой, хотя на самом деле никакой точки перед их глазами не было.На следующем этапе исследования ученые планируют аналогичным образом смоделировать движения сразу нескольких точек. Это позволило бы формировать в зрительных центрах образы вертикальных и горизонтальных линий.
А ещё более древние эксперименты (2003 год) позволяли справляться с хронической болью. Электроды, внедрённые в мозг, помогают пациентам справиться с непрекращающейся болью.
Современные исследования же утверждают, что можно не только лечить болезни, но и "прокачать параметры".
Например, память.
В США рассказали о промежуточных результатах эксперимента по вживлению электродов в мозг - представители Агентства передовых оборонных исследовательских проектов (DARPA) утверждают, что им удалось улучшить память участников опыта.
Во время операции ученые имплантировали небольшие массивы электродов в области мозга, участвующие в формировании простых воспоминаний - событий, мест, объектов. Кроме того, электроды вживили в зоны мозга, участвующие в формировании пространственной памяти и навигации. В эксперименте участвовали несколько десятков человек, страдающих неврологическими расстройствами. В итоге исследователи смогли не только записать и интерпретировать сигналы, в виде которых хранятся воспоминания в мозге, но и улучшить возможность пациентов запоминать целые списки объектов, пишет Business insider.
Память можно также улучшить и посредством магнитного воздействия.
Учёные Северо-западного университета США, кажется, нашли способ увеличить производительность памяти у здоровых людей с помощью неинвазивной стимуляции определённых областей мозга электромагнитными импульсами. Данное исследование проливает свет на нейронные сети, которые хранят воспоминания, и может привести к созданию терапии для людей с дефицитом памяти.
Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) становится всё более популярным способом лечения психических расстройств, мигрени, депрессии. Учёные ещё не понимают, как это работает, но эффект очевиден.
После прохождения добровольцами базового теста памяти, команда начала сессии стимуляций мозга: по 20 минут ежедневно. Во время эксперимента учёные показывали добровольцам пары из фотографий лиц людей и подписанных под ними слов, которые испытуемые должны были запомнить. Через несколько секунд учёные демонстрировали те же самые снимки без подписей и просили участников эксперимента вспомнить связанные с ними слова. Перед каждым сеансом исследователи прикрепляли к темени каждого добровольца коробочку, которая в половине случаев содержала магнитный стимулятор (в другой половине случаев она была муляжом, чтобы различать самовнушение и эффективность работы прибора). Устройство включали на 20 минут ежедневно, магнитные импульсы посылались к задней части черепа. Расположение прибора несколько отличалось у всех испытуемых, так как у каждого человека связи между теменной корой и гиппокампом уникальны. Через 5 дней участникам дали 24-часовой перерыв в стимуляции и снова провели тестирование памяти. Люди, получившие ТМС, улучшили свои показатели на 20-25%, а вот те, кого "стимулировали" муляжом, не продемонстрировали никакого улучшения.
Сканирование мозга также показало увеличение количества связей между гиппокампом и теменной корой (на 17-48%). Причём чем больше эти два региона работали вместе, тем лучше люди выполняли тест.
То есть, мы видим стимуляцию образования новых связей в мозгу.
Электроды необязательны, обычно используют электростимуляцию, хотя электроды действуют более избирательно.
Кстати, это была догадка, пока я писал статью. Чуть позже, в процессе написания поста, я нашёл подтверждение своей догадке.
Британские учёные выяснили, что при неинвазивной электрической стимуляции одного отдела головного мозга могут пострадать функции другого. К примеру, таким образом можно улучшить память и способность к обучению, но умение мгновенно реагировать на обстоятельства заметно ухудшится. Изначально целью эксперимента было улучшить память и внимание у пациентов, а также помочь парализованным людям восстановить речь и моторные функции. В процессе работы учёные заметили, что некоторые отделы мозга добровольцев стали работать хуже. Ежедневно на протяжение пяти дней добровольцам показывали ряд цифр и фигур им соответствующих и спрашивали, какой из знаков соответствует большему числу. С этим заданием пациенты справлялись быстро. На шестой день их попросили определить, какая из фигур большего размера. Те, кто проявил лучшие показатели в тесте на память, справились с последним тестом хуже всех.Рой Коэн Кэдош (Roi Cohen Kadosh), нейробиолог из Оксфордского университета, говорит: "Это исследование напомнило нам о том, что у всего есть своя цена".
Однако, электроды могут действовать изирательно и не задевать другие участки мозга, так что я всё же перечислю эти исследования.
Обучаемость.
Команда неврологов из университета Вандербильда, которую возглавили Роберт Рейнхарт (Robert Reinhart) и Джеффри Вудман (Geoffrey Woodman) создали настоящую "думательную шапочку". Учёные заметили, что транскраниальная стимуляция мозга постоянным током (когда воздействие осуществляется через кости черепа) позволяет избирательно манипулировать способностями человека к обучению, и что эти способности можно улучшать или ухудшать в зависимости от направления электрического тока, проходящего через голову испытуемого. При анодной стимуляции (от макушки к одной из щёк) у 75% испытуемых всплеск отрицательного напряжения медиальной лобной коры был в два раза выше, чем в первоначальном случае (до стимуляции). На поведении это также сказалось: по мере выполнения задания люди делали значительно меньше ошибок, чем после мнимой стимуляции. Катодная стимуляция (от щёк к макушке), в свою очередь, дала ровно противоположный эффект. Всплеск был крайне низок, а добровольцы делали массу ошибок и дольше обучались. Сами испытуемые ничего не замечали. Эффект от стимуляции длился, к сожалению, около 5 часов.
Способности к математике.
В 2007 году Рой Коэн Кадош (Roi Cohen Kadosh) и его команда из Оксфордского университета выяснили, какая область мозга виновата в появлении дискалькулии (нарушении способности к счёту) у 20% людей.
В 2010 году учёные представили методику транскраниальной стимуляции постоянным током, которая помогла людям запоминать и анализировать различные символы и цифры. О своём исследовании специалисты написали в статье в журнале Current Biology.
Позднее в другом исследовании та же команда показала, что стимуляция мозга улучшает работу одних отделов за счёт других.
Сегодня Коэн Кадош и его коллеги представили аналогичную методику, которая поможет людям улучшить их математические навыки. Немаловажно, что эффект от процедуры довольно длительный.
Для испытания технологии был проведён эксперимент с участием 25 добровольцев, чьи способности к математике были изначально одинаковыми, а средний возраст был порядка 20 лет. Первой группе (шесть мужчин и семь женщин) провели транскраниальную стимуляцию беспорядочным шумом (TRNS), поместив электроды на поверхность черепов людей. Электроды в течение 20 минут посылали флуктуирующий сигнал префронтальной коре головного мозга, стимулируя работу её нейронов.
Вторая группа (шесть мужчин и шесть женщин) была контрольная. Участникам эксперимента также прикрепили к черепу электроды, но сигнал посылался на очень короткий срок (о чём они, естественно, не знали).
Процедура проводилась каждый день на протяжении пяти дней. По окончании сеансов представители первой группы показали намного лучшие результаты тестирования, чем добровольцы из контрольной группы. Если в первый день разницы было почти не видно, то в последующие дни они производили вычисления вдвое быстрее и в пять раз лучше запоминали различные символы и таблицы.
Через полгода после последней процедуры тестирование повторили. Добровольцы из первой группы по-прежнему справлялись с заданиями быстрее, но теперь уже на 28%.
Личные качества.
Упорство и желание добиться поставленных целей перед лицом невзгод − замечательная черта характера. Но, как оказалось, её можно быстро воспитать в себе искусственным путём: всего лишь стимулируя крошечный раздел головного мозга.
Чувствительность кожи.
Сенсорное восприятие можно "прокачать" с помощью ультразвука. В отличии от электростимуляции, этот способ более локален и, в отличии от электродов, неинвазивен(не нужно вскрывать черепушку).
Интересно, что именно этот тест показал снижение чувствительности после воздействия ультразвуком, но последующие эксперименты продемонстрировали противоположные результаты. В ходе второго и третьего этапов испытания добровольцам провели ультразвуковую стимуляцию, после чего попросили различить, одной или двумя булавками касаются их руки, а также подсчитать, сколько микрофенов подуло на их кожу.Сложность теста состояла в том, что чем ближе головки булавок были друг к другу и чем быстрее двигались потоки воздуха по коже, тем сложнее было определить, сколько источников сенсорной стимуляции действуют на тело. Результаты эксперимента показали, что после ультразвукового воздействия добровольцы значительно лучше определяли количество булавок и микрофенов, чем представители контрольной группы. Тайлер отмечает, что когда они передвинули источник ультразвука всего на один сантиметр, то эффект пропал.
Но есть ещё более тонкие способы работы с мозгом и конкретными нейронами.
Ученые из Института стволовых клеток Гарвардского университета разработали технологию повторного перепрограммирования нейронов, превращения нейронов одного типа в нейроны других типов прямо в мозге живых животных. Теперь они сделали следующий шаг, продемонстрировав, что нейронные сети также могут быть подвержены реконфигурации путем разрыва существующих и установления новых синаптических связей между нейронами, прошедшими через процесс перепрограммирования.
Проводя исследования, ученые повторно запрограммировали нейроны одного определенного типа на их превращение в нейроны другого типа. После превращения нейронов ученые особо внимательно следили за "запрещенными" нейронными связями, особыми связями, которые остались от нейронов старого типа, но которые никогда не устанавливаются между нейронами нового типа.
"Мы продемонстрировали, что не только нейроны могут достаточно быстро изменить свой тип от одного к другому прямо в мозге живого существа" - рассказывает Паола Арлотта, - "Соседние с изменившимися нейроны определили произошедшие с соседями изменения и начали приспосабливаться к этим изменениям. В результате структура нейронной сети претерпела кардинальные изменения, все "запрещенные" синаптические связи исчезли и вместо них сформировалась новая "схема", состоящая из связей, подходящих для взаимодействия с нейронами нового типа. Все это демонстрирует то, что синаптические связи не возникают беспорядочно".
Все исследования по превращению нейронов и реконфигурации синаптических связей были проведены с использованием мозга очень молодых грызунов, мозга, который более пластичен, нежели мозг взрослого животного.
Полученные в результате этих исследований знания позволят в будущем разработать стратегии изменения дефектных синаптических связей, которые являются источниками некоторых психических заболеваний, таких, как шизофрения и аутизм.
Это уже программирование аппаратного обеспечения мозга, направленное на замещение физических повреждений.
А группа исследователей из университета Альберты (University of Alberta), разработали технологию быстрого соединения нейронов друг с другом при помощи сверхкоротких импульсов лазерного света. Данная технологи дает исследователям возможность полного контроля процесса изготовления искусственных нейронных сетей, что открывает огромные перспективы в области нейробиологических исследований и в области медицины для устранения последствий некоторых неврологических заболеваний и травм нервных тканей. Очень маловероятно, что такой метод лазерной сварки может быть использован в ближайшем будущем для практического восстановления нервных связей. Слишком уж специфические условия требуются для успешного проведения этой процедуры.
Электроды
Однако, вернёмся к нашим баранам электродам.Конечно, никто не собирается сверлить себе тыкву, чтобы повелевать айфоном. Поэтому разрабатываются более гуманные способы доставки электродов в мозг.
Поэтому учёные решили доставлять электродную сетку с помощью кровеносных сосудов. Такой сеткой является является аналог медицинского стента. Электрод "stentrode", размером со спичку, который был разработан группой австралийских ученых, может быть просто введен в вену, входящую в состав кровеносной системы головного мозга.
Он сделан из нитинола и когда доходит до нужного места - принимает свою запрограммированную форму и врастает в стенки вены.. Тонкие провода, которые остаются в вене и подходят к беспроводному передадатчику, имплатированному в грудной мышце, меня, честно говоря, крайне смущают. Полосы пропускания сигналов таким электродом достаточно для обеспечения съема электрических сигналов от 10 тысяч отдельных нейронов. В течении нескольких дней, пока электрод не врастёт в вену, датчик выдаёт крайне нестабильный и зашумленный сигнал, однако позже качество сигнала приближается к имплантированной электродной сетке. Отторжения нет. Овца с датчиком чувствует себя хорошо. В 2017 планируются испытания на парализованных добровольцах.
Но есть способ поперспективнее, как мне кажется.
Нанороботы.
Это кажется фантастикой, но, похоже, это уже реальность. А ж не верится. Неужто началось?
Группа исследователей-медиков из Международного университета Флориды в Майами разработала способ установления своего рода прямого "беспроводного соединения" с нейронами головного мозга при помощи специальных наночастиц, которые в количестве 20 миллиардов штук были введены в мозг подопытного животного.
Магнитоэлектрические наночастицы (magnetoelectric nanoparticle, MEN), введенные в мозг подопытных грызунов, обладают рядом специальных свойств. Они достаточно малы для того, чтобы они могли приблизиться непосредственно к внешней оболочке нейронов на расстояние, позволяющее им реагировать на электрические сигналы нервных импульсов. Эти частицы могут быть активированы при помощи внешнего магнитного поля, производя свое собственное электрическое поле, воздействующее на расположенные рядом нейроны. И это электрическое поле наночастиц может объединять непосредственно с электрическим полем нейронных сетей, вмешиваясь в их функционирование.
"Когда MEN-частицы подвергаются воздействию низкочастотного магнитного поля, они производят свое собственное локальное электрическое поле, частота которого совпадает с частотой магнитного поля" - рассказывает Сахрат Хизроев (Sakhrat Khizroev), ведущий исследователь, - "Это электрическое поле объединяется с полем нейронной сети, позволяя вмешиваться извне в работу ее "электрической схемы".
Используя такой подход, исследователи успешно реализовали технологию доставки лекарственных препаратов в строго определенные участки головного мозга.роме этого, MEN-частицы могут быть использованы для создания нового типа прямого интерфейса между мозгом и компьютером. Обратная связь в таком случае получается за счет измерений магнитных полей, создаваемых наночастицами в ответ на электрические сигналы, проходящие по нейронным сетям.
А теперь представим маленьких нанороботов, которые имеют возможность двигаться(как спермобот по команде), умеют подключаться к нейронам, умеют получать химическую энергию из крови по необходимости и подключаться к ближайшим нейронам и путешествовать по организму с кровотоком.
Как сделать нанороботов? С помощью электронного микроскопа, например. Ведь это нано3Dпринтер.
Электронные микроскопы производят в Украине, в Сумах. Если ещё на металл не порезали. Кроме того, электронные микроскопы необходимы для электронной промышленности.
В общем, "Сеть Нанотех", одна из самых моих любимых повестей, потихонечку действительно становится реальностью.
В чём опасность? Взлом мозга хакерами или правительством. Представляете, когда правительство сможет срать в мозги не через зомбоящик, а получать быдло, отключая критические участки мозга напрямую? Чтение мыслей, мыслепреступления и тд и тп.
В чём прелесть?
Ремонт мозга, прокачка параметров, виртуальная реальность и обмен ощущениями. Запись эмоций и многое другое. При этом для этого не нужна будет сегодняшняя техника. Вы сможете есть полезных насекомышей, а чувствовать рябчиков с ананасами. Полная виртуальная реальность не несёт больших расходов, потреблядство и нелепое растрачивание ограниченных ресурсов исчезает(вместе с капиталистической экономикой, ведь никому больше не нужны машины и прочий хлам), но появляется гедонизм(удовольствия ничего не стоят, а мы помним, что случилось с обезьяной, имевшей электрод в центре удовольствий), отказ от реальности и ленивое исчезновение.
Будущее небанально, но проектируемо.
Прогноз на ближайшие четверть века.
У нас все еще есть время улыбаться.
Началось ...
Третья промышленная революция
АДДИТИВНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Pax Americana
Закат Европы: 100 лет спустя
«Левополушарная мафия».
Мозг на колёсах
Софт для роботов
Магические войны (ПРОДОЛЖЕНИЕ)
Будущее где-то рядом
Будет ли когда-нибудь автомобиль продаваться по цене велосипеда?
Цена реальности
День мертвых
Путеводитель по вечной жизни
Солярис
Имплантаты-наноботы подключат мозг человека к интернету и наделят нас суперинтеллектом
Гаджеты по рецептам
Наивный интеллект
Оригинал взят у maksym_tt
Оригенал взят у prosto_rgb
Оригинал взят у lexpartizan
Интерфейс
Мозги в пакетике.
Намерение DARPA создать новый интерфейс мозг-компьютер и даже читать мысли уже не выглядит фантастикой.
Хотя современные неинвазивные датчики ЭКГ были и остаются всего-навсего попыткой судить о вычислениях по температуре процессора. Однако вживляемые электроды способны судить о активности отдельных нейронов. Что совсем уже другое дело и другая точность.
Считывание информации с мозга.
Например, сотрудник Ицхака Фрида - врач и нейрофизиолог Родриго Киан Кирога - демонстрировал испытуемым на экране своего ноутбука подборку широко известных зрительных образов, среди которых были как популярные личности, так и знаменитые сооружения, вроде оперного театра в Сиднее. При показе этих картинок в мозге наблюдалась электрическая активность отдельных нейронов, причем разные образы «включали» разные нервные клетки. Например, был установлен «нейрон Дженнифер Энистон», который «выстреливал» всякий раз, когда на экране возникал портрет этой актрисы романтического амплуа. Какое бы фото Энистон ни демонстрировали испытуемому, нейрон «ее имени» не подводил. Более того, он срабатывал и тогда, когда на экране появлялись кадры из известного сериала, в котором актриса снималась, пусть даже ее самой в кадре не было. А вот при виде девушек, лишь похожих на Дженнифер, нейрон молчал.
Это означает, что по активности этого нейрона можно определить, когда пациент фапаетдумает нао Дженифер Энистон.
А это уже чтение мыслей и никак иначе. Оно возможно. И достижимо.
А совсем недавно учёные научились даже распознавать картинки, которые показывают пациенту. Нет, к сожалению, растровое изображение из мозга не вытянули, а всего лишь навсего смогли отличить одну картинку от сотни других, но и то хлеб.
А тем временем, во время обычной операции на мозге пациенту наклеили плёнку из электродов, что позволило точнее управлять протезом.
Наличие 128 крошечных электродов на пленке позволили ученым увидеть, какие именно части мозга пациента задействовались в работе, когда человека просили совершить сгибательные движения каждым пальцем руки, один за одним.
Click to viewДанная методика теоретически может позволить управлять роботами или военной техникой со скоростью мысли, без всяких интерфейсов, ручек, рычагов управления и тд. Чем и занята DARPA.
Методы воздействия на мозг.
Однако, мозг можно не только читать, но в него можно и писать.
Например, древний эксперимент(ещё в 2007 году), проведенный в США, позволил ученым приблизиться к созданию нового типа протезов глаза, предназначенного для более широкого круга больных, чем активно разрабатываемые сейчас протезы сетчатки. Электроды, вживленные исследователями в таламус мозга обезьян, смогли воспроизвести воздействие света на зрительный анализатор. Сотрудники Медицинской школы Гарварда обучили подопытных обезьян следить за перемещениями световой точки на экране. Затем в латеральное коленчатое тело таламуса головного мозга животных вживляли один или два электрода, имитирующих сигнал, поступающий в таламус от светочувствительных рецепторов сетчатки.
По данным ученых, при стимуляции зрительных центров электрическими импульсами зрачки обезьян перемещались точно так же, как если бы они продолжали следить за реальной световой точкой, хотя на самом деле никакой точки перед их глазами не было.На следующем этапе исследования ученые планируют аналогичным образом смоделировать движения сразу нескольких точек. Это позволило бы формировать в зрительных центрах образы вертикальных и горизонтальных линий.
А ещё более древние эксперименты (2003 год) позволяли справляться с хронической болью. Электроды, внедрённые в мозг, помогают пациентам справиться с непрекращающейся болью.
Современные исследования же утверждают, что можно не только лечить болезни, но и "прокачать параметры".
Например, память.
В США рассказали о промежуточных результатах эксперимента по вживлению электродов в мозг - представители Агентства передовых оборонных исследовательских проектов (DARPA) утверждают, что им удалось улучшить память участников опыта.
Во время операции ученые имплантировали небольшие массивы электродов в области мозга, участвующие в формировании простых воспоминаний - событий, мест, объектов. Кроме того, электроды вживили в зоны мозга, участвующие в формировании пространственной памяти и навигации. В эксперименте участвовали несколько десятков человек, страдающих неврологическими расстройствами. В итоге исследователи смогли не только записать и интерпретировать сигналы, в виде которых хранятся воспоминания в мозге, но и улучшить возможность пациентов запоминать целые списки объектов, пишет Business insider.
Память можно также улучшить и посредством магнитного воздействия.
Учёные Северо-западного университета США, кажется, нашли способ увеличить производительность памяти у здоровых людей с помощью неинвазивной стимуляции определённых областей мозга электромагнитными импульсами. Данное исследование проливает свет на нейронные сети, которые хранят воспоминания, и может привести к созданию терапии для людей с дефицитом памяти.
Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) становится всё более популярным способом лечения психических расстройств, мигрени, депрессии. Учёные ещё не понимают, как это работает, но эффект очевиден.
После прохождения добровольцами базового теста памяти, команда начала сессии стимуляций мозга: по 20 минут ежедневно. Во время эксперимента учёные показывали добровольцам пары из фотографий лиц людей и подписанных под ними слов, которые испытуемые должны были запомнить. Через несколько секунд учёные демонстрировали те же самые снимки без подписей и просили участников эксперимента вспомнить связанные с ними слова. Перед каждым сеансом исследователи прикрепляли к темени каждого добровольца коробочку, которая в половине случаев содержала магнитный стимулятор (в другой половине случаев она была муляжом, чтобы различать самовнушение и эффективность работы прибора). Устройство включали на 20 минут ежедневно, магнитные импульсы посылались к задней части черепа. Расположение прибора несколько отличалось у всех испытуемых, так как у каждого человека связи между теменной корой и гиппокампом уникальны. Через 5 дней участникам дали 24-часовой перерыв в стимуляции и снова провели тестирование памяти. Люди, получившие ТМС, улучшили свои показатели на 20-25%, а вот те, кого "стимулировали" муляжом, не продемонстрировали никакого улучшения.
Сканирование мозга также показало увеличение количества связей между гиппокампом и теменной корой (на 17-48%). Причём чем больше эти два региона работали вместе, тем лучше люди выполняли тест.
То есть, мы видим стимуляцию образования новых связей в мозгу.
Электроды необязательны, обычно используют электростимуляцию, хотя электроды действуют более избирательно.
Кстати, это была догадка, пока я писал статью. Чуть позже, в процессе написания поста, я нашёл подтверждение своей догадке.
Британские учёные выяснили, что при неинвазивной электрической стимуляции одного отдела головного мозга могут пострадать функции другого. К примеру, таким образом можно улучшить память и способность к обучению, но умение мгновенно реагировать на обстоятельства заметно ухудшится. Изначально целью эксперимента было улучшить память и внимание у пациентов, а также помочь парализованным людям восстановить речь и моторные функции. В процессе работы учёные заметили, что некоторые отделы мозга добровольцев стали работать хуже. Ежедневно на протяжение пяти дней добровольцам показывали ряд цифр и фигур им соответствующих и спрашивали, какой из знаков соответствует большему числу. С этим заданием пациенты справлялись быстро. На шестой день их попросили определить, какая из фигур большего размера. Те, кто проявил лучшие показатели в тесте на память, справились с последним тестом хуже всех.Рой Коэн Кэдош (Roi Cohen Kadosh), нейробиолог из Оксфордского университета, говорит: "Это исследование напомнило нам о том, что у всего есть своя цена".
Однако, электроды могут действовать изирательно и не задевать другие участки мозга, так что я всё же перечислю эти исследования.
Обучаемость.
Команда неврологов из университета Вандербильда, которую возглавили Роберт Рейнхарт (Robert Reinhart) и Джеффри Вудман (Geoffrey Woodman) создали настоящую "думательную шапочку". Учёные заметили, что транскраниальная стимуляция мозга постоянным током (когда воздействие осуществляется через кости черепа) позволяет избирательно манипулировать способностями человека к обучению, и что эти способности можно улучшать или ухудшать в зависимости от направления электрического тока, проходящего через голову испытуемого. При анодной стимуляции (от макушки к одной из щёк) у 75% испытуемых всплеск отрицательного напряжения медиальной лобной коры был в два раза выше, чем в первоначальном случае (до стимуляции). На поведении это также сказалось: по мере выполнения задания люди делали значительно меньше ошибок, чем после мнимой стимуляции. Катодная стимуляция (от щёк к макушке), в свою очередь, дала ровно противоположный эффект. Всплеск был крайне низок, а добровольцы делали массу ошибок и дольше обучались. Сами испытуемые ничего не замечали. Эффект от стимуляции длился, к сожалению, около 5 часов.
Способности к математике.
В 2007 году Рой Коэн Кадош (Roi Cohen Kadosh) и его команда из Оксфордского университета выяснили, какая область мозга виновата в появлении дискалькулии (нарушении способности к счёту) у 20% людей.
В 2010 году учёные представили методику транскраниальной стимуляции постоянным током, которая помогла людям запоминать и анализировать различные символы и цифры. О своём исследовании специалисты написали в статье в журнале Current Biology.
Позднее в другом исследовании та же команда показала, что стимуляция мозга улучшает работу одних отделов за счёт других.
Сегодня Коэн Кадош и его коллеги представили аналогичную методику, которая поможет людям улучшить их математические навыки. Немаловажно, что эффект от процедуры довольно длительный.
Для испытания технологии был проведён эксперимент с участием 25 добровольцев, чьи способности к математике были изначально одинаковыми, а средний возраст был порядка 20 лет. Первой группе (шесть мужчин и семь женщин) провели транскраниальную стимуляцию беспорядочным шумом (TRNS), поместив электроды на поверхность черепов людей. Электроды в течение 20 минут посылали флуктуирующий сигнал префронтальной коре головного мозга, стимулируя работу её нейронов.
Вторая группа (шесть мужчин и шесть женщин) была контрольная. Участникам эксперимента также прикрепили к черепу электроды, но сигнал посылался на очень короткий срок (о чём они, естественно, не знали).
Процедура проводилась каждый день на протяжении пяти дней. По окончании сеансов представители первой группы показали намного лучшие результаты тестирования, чем добровольцы из контрольной группы. Если в первый день разницы было почти не видно, то в последующие дни они производили вычисления вдвое быстрее и в пять раз лучше запоминали различные символы и таблицы.
Через полгода после последней процедуры тестирование повторили. Добровольцы из первой группы по-прежнему справлялись с заданиями быстрее, но теперь уже на 28%.
Личные качества.
Упорство и желание добиться поставленных целей перед лицом невзгод − замечательная черта характера. Но, как оказалось, её можно быстро воспитать в себе искусственным путём: всего лишь стимулируя крошечный раздел головного мозга.
Чувствительность кожи.
Сенсорное восприятие можно "прокачать" с помощью ультразвука. В отличии от электростимуляции, этот способ более локален и, в отличии от электродов, неинвазивен(не нужно вскрывать черепушку).
Интересно, что именно этот тест показал снижение чувствительности после воздействия ультразвуком, но последующие эксперименты продемонстрировали противоположные результаты. В ходе второго и третьего этапов испытания добровольцам провели ультразвуковую стимуляцию, после чего попросили различить, одной или двумя булавками касаются их руки, а также подсчитать, сколько микрофенов подуло на их кожу.Сложность теста состояла в том, что чем ближе головки булавок были друг к другу и чем быстрее двигались потоки воздуха по коже, тем сложнее было определить, сколько источников сенсорной стимуляции действуют на тело. Результаты эксперимента показали, что после ультразвукового воздействия добровольцы значительно лучше определяли количество булавок и микрофенов, чем представители контрольной группы. Тайлер отмечает, что когда они передвинули источник ультразвука всего на один сантиметр, то эффект пропал.
Но есть ещё более тонкие способы работы с мозгом и конкретными нейронами.
Ученые из Института стволовых клеток Гарвардского университета разработали технологию повторного перепрограммирования нейронов, превращения нейронов одного типа в нейроны других типов прямо в мозге живых животных. Теперь они сделали следующий шаг, продемонстрировав, что нейронные сети также могут быть подвержены реконфигурации путем разрыва существующих и установления новых синаптических связей между нейронами, прошедшими через процесс перепрограммирования.
Проводя исследования, ученые повторно запрограммировали нейроны одного определенного типа на их превращение в нейроны другого типа. После превращения нейронов ученые особо внимательно следили за "запрещенными" нейронными связями, особыми связями, которые остались от нейронов старого типа, но которые никогда не устанавливаются между нейронами нового типа.
"Мы продемонстрировали, что не только нейроны могут достаточно быстро изменить свой тип от одного к другому прямо в мозге живого существа" - рассказывает Паола Арлотта, - "Соседние с изменившимися нейроны определили произошедшие с соседями изменения и начали приспосабливаться к этим изменениям. В результате структура нейронной сети претерпела кардинальные изменения, все "запрещенные" синаптические связи исчезли и вместо них сформировалась новая "схема", состоящая из связей, подходящих для взаимодействия с нейронами нового типа. Все это демонстрирует то, что синаптические связи не возникают беспорядочно".
Все исследования по превращению нейронов и реконфигурации синаптических связей были проведены с использованием мозга очень молодых грызунов, мозга, который более пластичен, нежели мозг взрослого животного.
Полученные в результате этих исследований знания позволят в будущем разработать стратегии изменения дефектных синаптических связей, которые являются источниками некоторых психических заболеваний, таких, как шизофрения и аутизм.
Это уже программирование аппаратного обеспечения мозга, направленное на замещение физических повреждений.
А группа исследователей из университета Альберты (University of Alberta), разработали технологию быстрого соединения нейронов друг с другом при помощи сверхкоротких импульсов лазерного света. Данная технологи дает исследователям возможность полного контроля процесса изготовления искусственных нейронных сетей, что открывает огромные перспективы в области нейробиологических исследований и в области медицины для устранения последствий некоторых неврологических заболеваний и травм нервных тканей. Очень маловероятно, что такой метод лазерной сварки может быть использован в ближайшем будущем для практического восстановления нервных связей. Слишком уж специфические условия требуются для успешного проведения этой процедуры.
Электроды
Однако, вернёмся к нашим баранам электродам.Конечно, никто не собирается сверлить себе тыкву, чтобы повелевать айфоном. Поэтому разрабатываются более гуманные способы доставки электродов в мозг.
Поэтому учёные решили доставлять электродную сетку с помощью кровеносных сосудов. Такой сеткой является является аналог медицинского стента. Электрод "stentrode", размером со спичку, который был разработан группой австралийских ученых, может быть просто введен в вену, входящую в состав кровеносной системы головного мозга.
Он сделан из нитинола и когда доходит до нужного места - принимает свою запрограммированную форму и врастает в стенки вены.. Тонкие провода, которые остаются в вене и подходят к беспроводному передадатчику, имплатированному в грудной мышце, меня, честно говоря, крайне смущают. Полосы пропускания сигналов таким электродом достаточно для обеспечения съема электрических сигналов от 10 тысяч отдельных нейронов. В течении нескольких дней, пока электрод не врастёт в вену, датчик выдаёт крайне нестабильный и зашумленный сигнал, однако позже качество сигнала приближается к имплантированной электродной сетке. Отторжения нет. Овца с датчиком чувствует себя хорошо. В 2017 планируются испытания на парализованных добровольцах.
Но есть способ поперспективнее, как мне кажется.
Нанороботы.
Это кажется фантастикой, но, похоже, это уже реальность. А ж не верится. Неужто началось?
Группа исследователей-медиков из Международного университета Флориды в Майами разработала способ установления своего рода прямого "беспроводного соединения" с нейронами головного мозга при помощи специальных наночастиц, которые в количестве 20 миллиардов штук были введены в мозг подопытного животного.
Магнитоэлектрические наночастицы (magnetoelectric nanoparticle, MEN), введенные в мозг подопытных грызунов, обладают рядом специальных свойств. Они достаточно малы для того, чтобы они могли приблизиться непосредственно к внешней оболочке нейронов на расстояние, позволяющее им реагировать на электрические сигналы нервных импульсов. Эти частицы могут быть активированы при помощи внешнего магнитного поля, производя свое собственное электрическое поле, воздействующее на расположенные рядом нейроны. И это электрическое поле наночастиц может объединять непосредственно с электрическим полем нейронных сетей, вмешиваясь в их функционирование.
"Когда MEN-частицы подвергаются воздействию низкочастотного магнитного поля, они производят свое собственное локальное электрическое поле, частота которого совпадает с частотой магнитного поля" - рассказывает Сахрат Хизроев (Sakhrat Khizroev), ведущий исследователь, - "Это электрическое поле объединяется с полем нейронной сети, позволяя вмешиваться извне в работу ее "электрической схемы".
Используя такой подход, исследователи успешно реализовали технологию доставки лекарственных препаратов в строго определенные участки головного мозга.роме этого, MEN-частицы могут быть использованы для создания нового типа прямого интерфейса между мозгом и компьютером. Обратная связь в таком случае получается за счет измерений магнитных полей, создаваемых наночастицами в ответ на электрические сигналы, проходящие по нейронным сетям.
А теперь представим маленьких нанороботов, которые имеют возможность двигаться(как спермобот по команде), умеют подключаться к нейронам, умеют получать химическую энергию из крови по необходимости и подключаться к ближайшим нейронам и путешествовать по организму с кровотоком.
Как сделать нанороботов? С помощью электронного микроскопа, например. Ведь это нано3Dпринтер.
Электронные микроскопы производят в Украине, в Сумах. Если ещё на металл не порезали. Кроме того, электронные микроскопы необходимы для электронной промышленности.
В общем, "Сеть Нанотех", одна из самых моих любимых повестей, потихонечку действительно становится реальностью.
В чём опасность? Взлом мозга хакерами или правительством. Представляете, когда правительство сможет срать в мозги не через зомбоящик, а получать быдло, отключая критические участки мозга напрямую? Чтение мыслей, мыслепреступления и тд и тп.
В чём прелесть?
Ремонт мозга, прокачка параметров, виртуальная реальность и обмен ощущениями. Запись эмоций и многое другое. При этом для этого не нужна будет сегодняшняя техника. Вы сможете есть полезных насекомышей, а чувствовать рябчиков с ананасами. Полная виртуальная реальность не несёт больших расходов, потреблядство и нелепое растрачивание ограниченных ресурсов исчезает(вместе с капиталистической экономикой, ведь никому больше не нужны машины и прочий хлам), но появляется гедонизм(удовольствия ничего не стоят, а мы помним, что случилось с обезьяной, имевшей электрод в центре удовольствий), отказ от реальности и ленивое исчезновение.
Будущее небанально, но проектируемо.
Прогноз на ближайшие четверть века.
У нас все еще есть время улыбаться.
Началось ...
Третья промышленная революция
АДДИТИВНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Pax Americana
Закат Европы: 100 лет спустя
«Левополушарная мафия».
Мозг на колёсах
Софт для роботов
Магические войны (ПРОДОЛЖЕНИЕ)
Будущее где-то рядом
Будет ли когда-нибудь автомобиль продаваться по цене велосипеда?
Цена реальности
День мертвых
Путеводитель по вечной жизни
Солярис
Имплантаты-наноботы подключат мозг человека к интернету и наделят нас суперинтеллектом
Гаджеты по рецептам
Наивный интеллект