Hvad er nogle hjerne-computergrænseflader (BCI)?

Brain-computergrænseflader (BCI'er) med en længere historie inden for science fiction (siden 1950'erne) og i forskning og dyremodeller (siden 1970'erne) end praktiske implantater for mennesker (1990'erne).En hjerne-computergrænseflade forbinder en menneskelig hjerne direkte til en computer, hvor neurale signaler fortolkes og bruges til at udføre opgaver som manipulering af en mus.På denne måde kan en lammet patient surfe på nettet eller endda bevæge en protetisk arm med deres sind alene.

Sunde mennesker kan endda bruge ikke-invasive hjerne-computergrænseflader som en anden type computerinputenhed, som et mus eller tastatur,Selvom denne teknologi endnu ikke er kommercialiseret.Brain-computergrænseflader kan også sende information tilbage i hjernen, for eksempel ved hjælp af elektroder til at stimulere den visuelle cortex til at "se" en scene taget af et eksternt videokamera, hvilket giver blinde patienter mulighed for at besidde synet igen, omend langt fra perfekt.

Flere teknologier er blevet brugt med succes til at få basale signaler ud af hjernen og til en computer.Disse er opdelt i invasiv BCI'er, hvor elektroder implanteres i hjernens grå stof;Delvis invasiv BCI'er, implanteret inde i kraniet, men kun hviler på toppen af hjernen;og ikke-invasive BCI'er, der involverer plastiske enheder, der glider over hovedet som en bruserhætte.Generelt, jo mere invasiv BCI, jo mere arvæv, mulige komplikationer og udgifter, men den større opløsning af input og output.

Begyndende med implantater hos rotter i de tidlige 90'ere blev hjerneimplantater udviklet, som muliggjorde kontrol af eksterne manipulatorer eller markører.Aber var næste for at få implantaterne, og arten er fortsat målet for den mest sofistikerede BCI -forskning i dag.Den store milepæl for mennesker kom i 1998, da en patient ved navn Johnny Ray, der led "indesluttet syndrom" på grund af et slagtilfælde, der påvirker hans hjernestamme, fik et implantat og efter flere ugers træning kunne bruge det til at manipulereEn markør og stave ord.Dette var en transformativ oplevelse for patienten: Uden implantatet ville han forblive helt ude af stand til at kontakte omverdenen, kun i stand til at stille i stand til at observere og reflektere indtil døden.BCI åbnede en kommunikationskanal og forbedrede patientens livskvalitet. I 2002 blev Jens Naumann, en mand, der blev blind i voksen alder, den første af 16 betalende patienter til modtageren et visionimplantat fra William Dobelle, en pioneri marken.På dette tidspunkt gjorde miniaturiseringen af computere og kvalitetskameraer det muligt at installere implantatet uden at kræve en tilslutning til en stor mainframe, som det havde været påkrævet for tidligere forsøg i denne retning.Implantatet tilbød kun sort-hvid vision med en relativt langsom billedhastighed, men det var nok til at give patienten mulighed for langsomt at køre en bil rundt i forskningsinstituttets parkeringsplads.Dette var den første sande kommercialisering af hjerne-computergrænseflader.

I 2005 blev den tetraplegiske Matt Nagle den første person, der kontrollerede en protesearm ved hjælp af et hjerneimplantat, udviklet af firmaet Cyberkinetics Neurotechnology under produktnavnet Braingate.Cyberkinetik neuroteknologi søger stadig at være det første firma, der bringer BCI'er til offentligheden på en stor måde.