Ποιες είναι μερικές διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή (BCI);

Διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή (BCIS) με μεγαλύτερη ιστορία στην επιστημονική φαντασία (από τη δεκαετία του 1950) και στα μοντέλα έρευνας και ζωικών (από τη δεκαετία του 1970) από τα πρακτικά εμφυτεύματα για τον άνθρωπο (1990).Μια διεπαφή εγκεφάλου-υπολογιστή συνδέει έναν ανθρώπινο εγκέφαλο απευθείας με έναν υπολογιστή, όπου τα νευρικά σήματα ερμηνεύονται και χρησιμοποιούνται για την εκτέλεση εργασιών όπως ο χειρισμός ενός ποντικιού.Με αυτόν τον τρόπο, ένας παραλυμένος ασθενής μπορεί να σερφάρει στον ιστό ή ακόμα και να μετακινήσει ένα προσθετικό βραχίονα με το μυαλό τους μόνο του. Οι υγιείς άνθρωποι μπορούν να χρησιμοποιήσουν ακόμη και μη επεμβατικές διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή ως άλλο τύπο συσκευής εισόδου υπολογιστή, όπως ποντίκι ή πληκτρολόγιο,αν και αυτή η τεχνολογία δεν έχει ακόμη εμπορεύεται.Οι διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή μπορούν επίσης να στείλουν πληροφορίες πίσω στον εγκέφαλο, για παράδειγμα χρησιμοποιώντας ηλεκτρόδια για να διεγείρουν τον οπτικό φλοιό για να «δείτε» μια σκηνή που λαμβάνεται από μια εξωτερική βιντεοκάμερα, επιτρέποντας στους τυφλούς ασθενείς να έχουν ξανά όραση, αν και μακριά από τέλεια.Αρκετές τεχνολογίες έχουν χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για να αποκτήσουν βασικά σήματα από τον εγκέφαλο και σε έναν υπολογιστή.Αυτά χωρίζονται σε επεμβατικά BCIs, όπου τα ηλεκτρόδια εμφυτεύονται στο γκρίζο ουσία του εγκεφάλου.Μερικά επεμβατικά BCIs, εμφυτευμένα μέσα στο κρανίο, αλλά στηρίζονται μόνο στην κορυφή του εγκεφάλου.και μη επεμβατικά BCIs, που περιλαμβάνουν πλαστικές συσκευές που γλιστρούν πάνω από το κεφάλι σαν καπάκι ντους.Γενικά, όσο πιο επεμβατική είναι η BCI, τόσο περισσότερο ιστός ουλής, πιθανές επιπλοκές και έξοδα, αλλά η μεγαλύτερη ανάλυση εισόδου και εξόδου.

Αρχίζοντας με εμφυτεύματα σε αρουραίους στις αρχές της δεκαετίας του '90, αναπτύχθηκαν εμφυτεύματα εγκεφάλου που επέτρεψαν τον έλεγχο των εξωτερικών χειριστών ή των δρομέων.Οι πίθηκοι ήταν δίπλα για να πάρουν τα εμφυτεύματα και το είδος εξακολουθεί να είναι ο στόχος της πιο εξελιγμένης έρευνας BCI σήμερα.Το μεγάλο ορόσημο για τον άνθρωπο ήρθε το 1998, όταν ένας ασθενής που ονομάστηκε Johnny Ray, ο οποίος υπέστη "σύνδρομο κλειδωμένου-σε" λόγω εγκεφαλικού επεισοδίου που επηρέασε το εγκεφαλικό στέλεχος του, δόθηκε ένα εμφύτευμα και μετά από αρκετές εβδομάδες εκπαίδευσης θα μπορούσε να το χρησιμοποιήσει για να χειριστείΈνας δρομέας και γράφει λέξεις.Αυτή ήταν μια μετασχηματιστική εμπειρία για τον ασθενή: χωρίς το εμφύτευμα, θα παραμείνει εντελώς ανίκανος να έρθει σε επαφή με τον έξω κόσμο, μόνο σε θέση να παρατηρήσει ήσυχα και να προβληματιστεί μέχρι το θάνατο.Το BCI άνοιξε ένα κανάλι επικοινωνίας και βελτίωσε ασταμάτητα την ποιότητα ζωής του ασθενούς. Το 2002, ο Jens Naumann, ένας άνθρωπος που πήγε τυφλός στην ενηλικίωση, έγινε ο πρώτος από τους 16 ασθενείς που πληρώνουν για να αποδέχονται ένα εμφύτευμα όρασης από τον William Dobelle, έναν πρωτοπόροστο πεδίο.Μέχρι αυτή τη φορά, η μικροσκοπία των υπολογιστών και των ποιοτικών φωτογραφικών μηχανών κατέστησε δυνατή την εγκατάσταση του εμφυτεύματος χωρίς να απαιτείται μια σύνδεση σε ένα μεγάλο mainframe, όπως είχε απαιτηθεί για προηγούμενες προσπάθειες προς αυτή την κατεύθυνση.Το εμφύτευμα προσέφερε μόνο ασπρόμαυρο όραμα με σχετικά αργό ρυθμό καρέ, αλλά ήταν αρκετό για να επιτρέψει στον ασθενή να οδηγήσει αργά ένα αυτοκίνητο γύρω από το χώρο στάθμευσης του Ινστιτούτου Ερευνών.Αυτή ήταν η πρώτη πραγματική εμπορευματοποίηση των διασυνδέσεων εγκεφάλου-υπολογιστή. Το 2005, το τετραπληγικό Matt Nagle έγινε το πρώτο άτομο που ελέγχει ένα προσθετικό βραχίονα χρησιμοποιώντας ένα εμφύτευμα εγκεφάλου, που αναπτύχθηκε από την εταιρεία CyberKinetics Neuotechnology με το όνομα του προϊόντος Braingate.Η CyberKinetics Neuotechnology εξακολουθεί να είναι η πρώτη εταιρεία που φέρει BCIS στο κοινό σε μεγάλο τρόπο.