Wyobraź sobie przyszłość, w której ludzie mogą używać swoich umysłów do sterowania urządzeniami, takimi jak robotyczne ramię czy wózek inwalidzki. Brzmi jak science fiction? Świat interfejsów mózg-komputer nadchodzi szybciej niż myślisz.
Interfejs mózg-komputer (BCI) to system komputerowy, który umożliwia sygnałom z mózgu sterowanie urządzeniem zewnętrznym. Ludzie mogą nosić go zewnętrznie lub lekarze mogą umieścić implant w mózgu. Naukowcy wciąż testują tę technologię.
Co robi interfejs mózg-komputer?
Naukowcy badają możliwości wykorzystania interfejsów mózg-komputer do rozwiązywania różnych problemów medycznych. Na przykład, BCI może pozwolić komuś na komunikację, kto nie może tego zrobić w inny sposób. Działa on poprzez zaprzęgnięcie sygnałów mózgowych i przetłumaczenie ich przez urządzenie tak, aby wiadomość pojawiła się na ekranie. Użytkownik może nie odzyskać zdolności mówienia w tym scenariuszu, ale będzie miał sposób na komunikację, gdy w przeciwnym razie nie miałby go.
BCI może pomóc osobom z poważną niepełnosprawnością w interakcji z otoczeniem, komunikacji i zwiększeniu niezależności. BCI przywróciły czucie w częściach ciała, które nie mogły się poruszać. Używano ich, aby pomóc ludziom w obsłudze wózków inwalidzkich i poprawić język po udarze. Badania umożliwiły ludziom używanie BCI do sterowania robotycznym ramieniem.
Mogą z nich korzystać także osoby bez poważnej niepełnosprawności. BCI łagodziły ból spowodowany urazami rdzenia kręgowego oraz migreny. Naukowcy sprawdzają, w jaki sposób mogą wykorzystać sprzężenie zwrotne w mózgu, aby przećwiczyć wzorce fal mózgowych. Mogłoby to zapewnić nowe metody leczenia zaburzeń psychicznych i snu, a także zespołu nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD). Naukowcy sprawdzają również, czy BCI mogą być stosowane w leczeniu choroby Parkinsona. A naukowcy testują BCI przypominający kapelusz, który ma służyć do obsługi dronów.
Jak działa BCI?
Czasami badacze przyczepiają elektrody z BCI do skóry głowy danej osoby. W innych przypadkach lekarze umieszczają implant w mózgu danej osoby.
W zależności od pożądanego działania, badacze kierują różne fale mózgowe. Urządzenie odczytuje i interpretuje sygnały mózgowe, a następnie przekłada te dane na polecenia.
Polecenia te powodują wykonanie czynności, np. poruszenie robotycznego ramienia. Na przykład, osoba, która używa BCI do przekazywania wiadomości w postaci tekstu na ekranie, potrzebowałaby BCI, który tłumaczy fale mózgowe na tekst.
Jak możemy wykorzystać BCI?
BCI przechodzi z etapu teorii do rzeczywistej produkcji. Naukowcy testują je na ludziach w różnych zastosowaniach.
Niedawno chirurgom udało się wszczepić urządzenie, które aktywowało trudno dostępne obszary mózgu zwane sulci. W rezultacie ludzie mogli czuć opuszki swoich palców. Niektórzy badacze twierdzą, że takie BCI może odwrócić paraliż.
W lipcu 2022 roku lekarz umieścił implant Stentrode firmy Synchron w mózgu osoby ze stwardnieniem zanikowym bocznym (ALS). Urządzenie jest wprowadzane przez szyję. Następnie pacjent miał kolejną procedurę, aby podłączyć Stentrodę do urządzenia obliczeniowego w klatce piersiowej. Celem było ułatwienie pacjentowi, który nie może się poruszać ani mówić, porozumiewania się poprzez układanie myśli w słowa, które byłyby wyświetlane na ekranie.
Co dalej z interfejsami mózg-komputer?
Ludzie już używają BCI, ale nie są one jeszcze głównym nurtem. Większość zastosowań jest jednorazowa lub w warunkach badawczych. Gdy naukowcy dowiedzą się więcej, urządzenia te będą mogły być wykorzystywane przez pacjentów do codziennego użytku.
Powstają nowe urządzenia, a niektóre są testowane na innych. Naukowcy pracują nad algorytmami, aby poprawić dokładność wykorzystywanych danych, jak również.
Ponieważ naukowcy testują urządzenie na ludziach, FDA wkroczyła, aby dać wskazówki. Niektórzy eksperci twierdzą, że FDA nie powinna zajmować się regulacją urządzeń, ale powinna mieć prawo do ich oceny. Zauważają oni, że niektórzy ludzie będą używać tych urządzeń dla potrzeb medycznych, podczas gdy inni mogą szukać ich dla wzmocnienia lub przyjemności.
Kiedy BCI będą łatwo dostępne? Wyzwania wciąż pozostają, ponieważ urządzenia muszą być testowane przez długi czas, aby upewnić się, że są bezpieczne. Istnieją również problemy natury etycznej i prawnej. Kolejnymi kwestiami, które należy wziąć pod uwagę, jest stworzenie urządzeń i systemów mniej inwazyjnych, skutecznych i dostępnych cenowo. Ogólnie rzecz biorąc, badania nad BCI postępują szybko i wiele osób twierdzi, że będą one dostępne szybciej niż nam się wydaje.
