Nekoč so bili vmesniki med možgani in stroki znanstvena fantastika. Toda tehnologija - ki omogoča neposredno komunikacijo med možgani človeka ali živali in zunanjo napravo ali drugimi možgani - je v zadnjem desetletju že daleč.
Znanstveniki so razvili vmesnike, ki paraliziranim ljudem omogočajo tipkanje črk na zaslonu, pustijo, da ena oseba premika roko s svojimi mislimi in celo omogoči dvema podganama, da trgujeta z mislijo - v tem primeru znanju, kako rešiti določeno stvar naloga - kadar se nahajajo v laboratorijih narazen tisoč kilometrov.
Zdaj je ekipa, ki jo vodi Miguel Nicolelis z univerze Duke (znanstvenik, ki stoji za shemo trgovanja z mislimi na podganah, med drugimi vmesniki med možgani in stroji), ustvarila novo nastavitev, ki opicam omogoča nadzor nad dvema navideznima rokama zgolj z razmišljanjem o premikanju njihovih resničnih orožij . Upajo, da bi tehnologija, ki je bila razkrita v danes objavljenem članku Science Science Translational Medicine, lahko nekoč pripeljala do podobnih vmesnikov, ki paraliziranim človekom omogočajo premikanje robotskih rok in nog.
Pred tem so Nicolelijeva ekipa in drugi ustvarili vmesnike, ki so opicam in ljudem omogočali premikanje ene roke na podoben način, vendar je to prva tehnologija, ki omogoča živali, da premika več okončin hkrati. "Bimanualna gibanja v naših vsakodnevnih dejavnostih - od tipkanja na tipkovnici do odpiranja pločevinke - so kritičnega pomena, " je v izjavi za javnost dejal Nicolelis. "Prihodnji vmesniki med možgani in stroji, namenjeni obnavljanju mobilnosti pri ljudeh, bodo morali vključiti več okončin, da bodo v veliki meri koristili hudo paralizirani pacienti."
Tako kot prejšnji vmesniki skupine se tudi nova tehnologija opira na ultra tanke elektrode, ki so kirurško vgrajene v možgansko skorjo opicinih možganov, predel možganov, ki nadzira prostovoljno gibanje, med drugimi funkcijami. Toda za razliko od številnih drugih vmesnikov možgansko-strojni stroj, ki uporabljajo elektrode, ki spremljajo možgansko aktivnost v le peščici nevronov, je Nicolelijeva ekipa zabeležila v skoraj 500 možganskih celicah, razporejenih po različnih področjih možganske skorje, pri obeh opicah rezusu, ki sta bila testirana na ta študija.
Nato so v nekaj tednih večkrat opice postavili pred monitor, kjer so iz perspektive prve osebe zagledali par virtualnih rok. Sprva so z džojsti kontrolirali vsako roko in opravili nalogo, v kateri so morali premakniti roke, da so prikrili gibajoče se oblike, da bi prejeli nagrado (okus soka).
Ko se je to zgodilo, so elektrode zabeležile možgansko aktivnost pri opicah, ki so povezane z različnimi gibi roke, algoritmi pa so jo analizirali, da so ugotovili, kateri posebni vzorci aktivacije nevronov so povezani s kakšnimi gibi roke - levo ali desno ter naprej ali nazaj .
Sčasoma, ko je algoritem lahko natančno napovedal opicijevo gibanje roke, ki temelji na vzorcih možganov, se je nastavitev spremenila tako, da igralne palice niso več nadzirale navideznih ročic - namesto opic, ki so jih zabeležile elektrode, so bile pod nadzorom. Z vidika opic se ni nič spremenilo, saj so bile krmilne palice še vedno postavljene pred njih, nadzor pa je temeljil na možganskih vzorcih (konkretno, predstavljajoč, da se lastne roke premikajo), ki jih vseeno izdelujejo.
V dveh tednih pa sta obe opici spoznali, da jim ni treba dejansko premikati z rokami in manipulirati z igralnimi palicami, da bi premaknili navidezno orožje - o tem sta morala samo razmišljati. Sčasoma so lahko bolj in boljše nadzirali virtualne roke prek tega vmesnika stroj-možgani in sčasoma to počeli enako učinkovito, kot so premikali krmilne palice.
Prihodnji napredek v tovrstnem vmesniku bi bil lahko izjemno dragocen za ljudi, ki so zaradi ohromelosti ali drugih vzrokov izgubili nadzor nad svojimi udi. Ker se bionski okonci še naprej razvijajo, bi lahko ta vrsta vmesnikov postala način uporabe vsakodnevno. Oseba s poškodbo hrbtenjače se lahko na primer nauči, kako si učinkovito predstavljati premikanje dveh rok, tako da algoritem razlaga svoje vzorce možganov, da premika dve robotski roki na želeni način.
Toda vmesniki med možgani in stroji bi lahko nekoč služili tudi širši populaciji: uporabnikom pametnih telefonov, računalnikov in druge potrošniške tehnologije. Podjetja so že razvila slušalke, ki spremljajo vaše možganske valove, tako da lahko premikate lik v videoigri zgolj tako, da razmišljate o njem in v bistvu uporabljate svoje možgane kot krmilno palico. Sčasoma nekateri inženirji predvidevajo, da bi nam lahko vmesniki med možgani in stroji omogočili manipulacijo s tablicami in nadzor nad nosljivo tehnologijo, kot je Google Glass, ne da bi rekli besedo ali se dotaknili zaslona.
