Was sind einige Hirn-Computer-Schnittstellen (BCI)?

Brain-Computer-Schnittstellen (BCIS) mit einer längeren Geschichte in Science-Fiction (seit den 1950er Jahren) und in Forschungs- und Tiermodellen (seit den 1970er Jahren) als praktische Implantate für Menschen (1990er Jahre).Eine Hirn-Computer-Schnittstelle verbindet ein menschliches Gehirn direkt mit einem Computer, wo neuronale Signale interpretiert und zur Ausführung von Aufgaben wie Manipulation einer Maus verwendet werden.Auf diese Weise kann ein gelähmter Patient im Internet surfen oder sogar einen Prothesearm mit seinem Verstand bewegen.

Gesunde Menschen können sogar nicht-invasive Hirn-Computer-Schnittstellen als eine andere Art von Computereingabegerät wie eine Maus oder Tastatur verwenden.Obwohl diese Technologie noch nicht kommerzialisiert wurde.Brain-Computer-Schnittstellen können auch Informationen wieder in das Gehirn senden, beispielsweise mit Elektroden, um den visuellen Kortex zu stimulieren, um eine Szene zu „sehen“, die von einer externen Videokamera aufgenommen wird, die es blinden Patienten ermöglicht, wieder Sicht zu besitzen, wenn auch alles andere als perfekt.

Mehrere Technologien wurden erfolgreich verwendet, um grundlegende Signale aus dem Gehirn und in einen Computer zu bringen.Diese werden in invasive BCIs unterteilt, wobei Elektroden in die graue Materie des Gehirns implantiert werden.teilweise invasive BCIs, im Schädel implantiert, aber nur auf der Oberseite des Gehirns ruhen;und nicht-invasive BCIs, die Kunststoffgeräte umfassen, die wie eine Duschkappe über den Kopf rutschen.Im Allgemeinen, desto invasiver ist das BCI, je mehr Narbengewebe, mögliche Komplikationen und Kosten, aber die stärkere Auflösung von Eingang und Ausgabe.

Beginnend mit Implantaten bei Ratten in den frühen 90ern wurden Hirnimplantate entwickelt, die die Kontrolle externer Manipulatoren oder Cursoren ermöglichten.Affen waren als nächstes die Implantate, und die Art ist weiterhin das Ziel der anspruchsvollsten BCI -Forschung heute.Der große Meilenstein für Menschen kam 1998, als ein Patient namens Johnny Ray, der aufgrund eines Schlaganfalls, der sich auf seinen Gehirnstamm auswirktein Cursor und ein Zauber von Wörtern.Dies war eine transformative Erfahrung für den Patienten: Ohne das Implantat würde er nicht in der Lage sein, die Außenwelt zu kontaktieren, nur bis zum Tod leise zu beobachten und zu reflektieren.Die BCI eröffnete einen Kommunikationskanal und verbesserte die Lebensqualität des Patienten unermesslich.

Im Jahr 2002 wurde Jens Naumann, ein Mann, der im Erwachsenenalter blind wurdeim Feld.Zu diesem Zeitpunkt ermöglichte die Miniaturisierung von Computern und Qualitätskameras das Implantat, ohne einen Anschluss an einen großen Mainframe zu erzielen, was für frühere Versuche in dieser Richtung erforderlich war.Das Implantat bot nur eine schwarz-weiße Sicht mit einer relativ langsamen Bildrate, aber es war ausreichend, dass der Patient ein Auto langsam um den Parkplatz des Forschungsinstituts fährt.Dies war die erste echte Kommerzialisierung von Hirn-Computer-Schnittstellen.

2005 war der tetraplegische Matt Nagle die erste Person, die einen prothetischen Arm unter Verwendung eines Gehirnimplantats kontrollierte, das von der Firma Cyberkinetics-Neurotechnologie unter dem Produktnamen Braingate entwickelt wurde.Die Cyberkinetics -Neurotechnologie versucht immer noch, das erste Unternehmen zu sein, das BCIS in großer Weise in die Öffentlichkeit bringt.