Key Takeaways
- Eine neue Studie ist vielversprechend, wenn Computer verwendet werden, um die Gedanken eines gelähmten Patienten zu übersetzen.
- Experten sagen, dass Gehirn-Computer-Schnittstellen ein sich entwickelnder Bereich sind, der vielen Hindernissen gegenübersteht.
- Elon Musks Firma Neuralink hat chirurgische Roboter entwickelt, um BCIs unter den Schädeln von Schweinen und Affen zu implantieren.
In der Zukunft sollte es nur darum gehen, Computer mit unserem Gehirn zu verbinden.
Romane wie "Neuromancer" ließen es so aussehen, als wären wir nur noch Jahre davon entfernt, eine funktionale Gehirn-Computer-Schnittstelle (BCI) zu entwickeln, die uns in eine gemeinsame virtuelle Realität eintreten lassen würde. Aber die jüngste Phase einer Studie, die Gesprächsversuche eines sprachbehinderten, gelähmten Patienten auf einem Bildschirm in Worte übersetzt, zeigt, wie weit wir gehen müssen, bevor wir eine neuronale Verbindung mit Computern herstellen können.
"Der Versuch, das Computerprogramm dazu zu bringen, die beabsichtigte Bewegung ausschließlich auf der Grundlage von Signalen zu entschlüsseln, die vom Kortex aufgezeichnet wurden, ist, als würden Sie oder ich versuchen, die Bedeutung eines Satzes zusammenzusetzen, dem viele wichtige Wörter fehlen", Edelle Field- Fote, Direktor der Forschung zu Rückenmarksverletzungen am Shepherd Center, sagte Lifewire in einem E-Mail-Interview. "Manchmal werden wir die fehlenden Wörter basierend auf dem Kontext richtig erraten, und manchmal nicht."
Gedanken lesen
Die jüngste Phase der jahrelangen, von Facebook finanzierten Studie der University of California San Francisco (UCSF) mit dem Namen Chang Labs gab kürzlich Fortschritte beim Versuch bekannt, die Gedanken eines gelähmten Patienten zu lesen.
Die Studie, die von Neurochirurg Dr. Edward Chang, beinh altete das Implantieren von Elektroden bei einem gelähmten Mann, der einen Hirnstammschlag erlitten hatte. Mit einem Elektrodenpflaster, das über dem Bereich des Gehirns implantiert wurde, der mit der Kontrolle des Stimmtrakts verbunden ist, versuchte der Mann, Fragen zu beantworten, die auf einem Bildschirm angezeigt wurden. Die maschinellen Lernalgorithmen der Studie konnten 50 Wörter erkennen und diese in Echtzeitsätze umwandeln.
"Nach unserem Wissen ist dies die erste erfolgreiche Demonstration der direkten Decodierung vollständiger Wörter aus der Gehirnaktivität einer Person, die gelähmt ist und nicht sprechen kann", sagte Chang in einer Pressemitteilung.
Forscher haben große Hoffnungen, dass solche Forschungen letztendlich zu praktischem Nutzen für Patienten führen könnten.
"Die Fähigkeit, Signale vom Gehirn zu erfassen, bedeutet, dass die Informationen vom Computer verarbeitet und zur Steuerung von Geräten verwendet werden können", sagte Field-Fote. „Diese Geräte können von Personen verwendet werden, die aufgrund einer Verletzung oder Gesundheitsstörung die Verbindung zwischen dem Gehirn und den Muskeln verloren haben, unabhängig davon, ob es sich um Muskeln handelt, die Sprache, Arme oder Beine steuern."
Ein Tesla für dein Gehirn?
Elon Musks Firma Neuralink hat Fortschritte bei BCIs gemacht. Forscher haben ausgeklügelte automatisierte chirurgische Roboter entwickelt, um ein oder mehrere BCI unter dem Schädel von Schweinen und Affen zu implantieren, ohne offensichtliche nachteilige medizinische Auswirkungen.
Matt Lewis, Research Director bei der Sicherheitsfirma NCC Group, sagte Lifewire in einem E-Mail-Interview, dass dies die erfolgreiche Extraktion von BCIs beinh altet, um zu zeigen, dass der Prozess sicher rückgängig gemacht werden kann. Die Affen von Neuralink haben auch gelernt, das Videospiel Pong einfach durch Gedanken zu spielen, mit großer Wirkung und Genauigkeit.
Die Fähigkeit, Signale vom Gehirn zu erfassen, bedeutet, dass die Informationen vom Computer verarbeitet und zur Steuerung von Geräten verwendet werden können.
Neben der Unterstützung von Menschen mit Behinderungen besteht ein wachsendes Interesse daran, BCIs zu verwenden, um Aktivitäten wie das Nachdenken über Text anstelle des Tippens zu verbessern, was unter den richtigen Bedingungen viel schneller sein kann als das Tippen, sagte Lewis.
"Es gibt auch unzählige andere interessante Anwendungen, wie zum Beispiel die Verwendung von Gedanken in Videospielen (anstatt einen Controller verwenden zu müssen)," fügte er hinzu. "Und wo zwei Benutzer BCI in der Nähe haben, die Möglichkeit, eine Form der Telepathie zu simulieren, bei der Benutzer einfach durch Gedanken und die Verwendung von BCI-Codierung und -Decodierung dieser Gedanken miteinander kommunizieren."
Chang sagte, die Studie werde ausgeweitet, um mehr Teilnehmer einzubeziehen, die von schwerer Lähmung und Kommunikationsdefiziten betroffen sind. Das Team arbeitet derzeit daran, die Anzahl der Wörter im verfügbaren Vokabular zu erhöhen und die Sprechgeschwindigkeit zu verbessern.
Aber die Beschleunigung von BCI geht Hand in Hand mit maschinellem Lernen, sagte Lewis.
"Das BCI muss die Gehirnaktivität pro Benutzer trainieren und lernen, um zu verstehen, welche Teile des Gehirns und welche Arten von Aktivität mit bestimmten Gedanken und Handlungen korrelieren", fügte er hinzu. „Benutzer müssen eine Anwendung trainieren, bevor sie ihren Erwartungen entspricht."
