Die XX. Internationale wissenschaftliche und technische Konferenz "Neuroinformatics-2018", die unter Beteiligung des Nationalen Forschungsnuklearinstituts "MEPhI" (NRNU MEPhI) organisiert wurde, versammelte in Moskau die größten Experten auf dem Gebiet der künstlichen neuronalen Netze, der Neurobiologie und der Systembiophysik. Ein lebhaftes Interesse der Konferenzteilnehmer wurde durch den Bericht von Mikhail Lebedev, wissenschaftlicher Direktor des Zentrums für bioelektrische Schnittstellen an der Higher School of Economics, Senior Researcher an der Duke University, über die neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der Schaffung einer Gehirn-Computer-Schnittstelle geweckt. Der Wissenschaftler berichtete dem Korrespondenten des Projekts "Social Navigator" MIA "Russia Today" über die Bedeutung der Forschung in diesem Bereich.
Mikhail Albertovich, was ist die "Gehirn-Computer" -Schnittstelle und wofür ist sie gedacht?
- Dies ist ein Gerät, das Gehirnsignale liest, als würde es Gedanken lesen, und diese Signale dann an einige externe Geräte sendet.
Die erste Aufgabe der Gehirn-Computer-Schnittstelle besteht darin, die motorische Funktion bei gelähmten Patienten wiederherzustellen.
Bei einer Rückenmarksverletzung unterbricht eine Person häufig die Verbindung zwischen dem Gehirn und den Armen und häufiger den Beinen. Das Gehirn bleibt jedoch völlig normal und enthält alle Bereiche, die Bewegungen reproduzieren können. Daher können wir die Bewegung wiederherstellen, indem wir alle Gehirnsignale aufzeichnen, dekodieren und auf Prothesen richten oder die Muskeln der Person selbst stimulieren.
Patienten mit Amyotropher Lateralsklerose sind vollständig gelähmt und können in keiner Weise mit der Außenwelt kommunizieren, obwohl ihr Bewusstsein perfekt funktioniert. Sie brauchen ein Kommunikationsmittel, also lesen wir die Signale aus ihrem Gehirn und verbinden sie mit dem Computer. Dadurch können Patienten Signale nach außen senden und mit anderen Personen kommunizieren.
Bieten die neuen Schnittstellen andere Optionen für Patienten?
- Ja, sie helfen, verschiedene sensorische Beeinträchtigungen zu beseitigen. Zum Beispiel hört eine gelähmte Person auf, die gelähmten Körperteile zu fühlen, stattdessen kommt Phantomschmerz. Durch die Stimulation des Gehirns können wir einerseits künstlich ein verlorenes Gefühl hervorrufen und andererseits Phantomschmerzen beseitigen, die auch mit beeinträchtigten Körperfunktionen verbunden sind.
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Wenn Sie fortfahren, können Sie sich vorstellen, dass diese Schnittstellen irgendwann dazu beitragen werden, die Gehirnfunktion zu verbessern, selbst bei gesunden Menschen.
Es gibt bereits Firmen, die sagen: "Wir verbinden Sie mit einem Videospiel" und so weiter. Dies ist natürlich ein Betrug, da sie keine echten Gehirnsignale aufzeichnen, sondern einige andere Signale, die sich auf die Körperbewegung oder die myografische Aktivität der Gesichtsmuskeln beziehen.
Aber das ist es, wonach Sie streben können. Bisher ist eine solche "Verbesserung des Gehirns" für einen gesunden Menschen nicht notwendig, aber ich kann mir eine Situation in der Zukunft gut vorstellen, in der es in Mode sein wird, ein Implantat zu haben, es mit Geräten zu verbinden und es irgendwie zu verwenden.
Findest du es nicht beängstigend?
- Ja, das birgt eine gewisse Gefahr, und jetzt denken Philosophen und Ethiker über diese Fragen nach. Bisher ist die Entwicklung und Implementierung solcher Implantate jedoch nicht einmal morgen, sondern übermorgen eine entfernte Perspektive.
Kann die Forschung an der Schnittstelle zwischen Gehirn und Computer Impulse für die Entwicklung der Robotik geben?
- Der herausragende Physiker Richard Feynman sagte gern: "Ich werde erst dann etwas verstehen, wenn ich es kann."
Es ist einfach zu beschreiben, wie die Schnittstelle funktioniert - wir verbinden sie mit dem Gehirn, stellen motorische Funktionen wieder her und so weiter. Alles ist klar und verständlich. Dies in die Praxis umzusetzen, ist jedoch eine ganz andere Sache.
Für die Robotik ergeben sich völlig neue Herausforderungen. Angenommen, Sie erstellen ein Exoskelett für einen gelähmten Patienten.
Derzeit kann ein vollständig gelähmter Patient noch nicht in ein Exoskelett gebracht werden. Die Robotik ist dafür noch nicht bereit - eine Person ist zu schwer und es ist sehr schwierig, ihr Gewicht in aufrechter Position auszugleichen.
Es gibt jedoch bereits Exoskelette für Patienten mit gelähmten Beinen, die beim Gehen Krücken verwenden und perfekt rehabilitiert sind. Beim Gehen ist ein solcher Patient äußerlich kaum von einer gesunden Person zu unterscheiden. Und wir sehen, wie bei der Lösung dieses Problems verschiedene wissenschaftliche Disziplinen zusammenwachsen, sich gegenseitig Impulse für Entwicklung, nützlichen und für beide Seiten vorteilhaften Austausch geben.
