Ciekawostki

Fale mózgowe mogą zastąpić konwencjonalne kontrolery? Poznaj interfejs przyszłości

25 stycznia 2021Bartosz Masternak

fale mózgowe lenovo
W skrócie

Koncepcja odczytania fal mózgowych w celu ich monitorowania w czasie rzeczywistym i ich modulowania sięga w przeszłość do lat 60 XX w., kiedy różne rodzaje fal mózgowych zostały odkryte.

Obecnie trwają zaawansowane pracę nad stworzeniem różnego rodzaju protez kończyn czy mechanicznych egzoszkieletów sterowanych „siłą umysłu”.

Świat gier i innych rozrywek komputerowych również może zyskać na rozwijaniu obecnych już dziś technologii.

Wyobraź sobie grę, w której do sterowania bohaterem niepotrzebny jest ani pad, ani klawiatura. Zamiast zewnętrznych urządzeń do kierowania losem Twojego awatara używasz fal mózgowych. 

Myślisz – do przodu, bohater rusza do przodu, wyjmij broń, rycerz wyciąga miecz. System wykorzystujący fale mózgowe w ramach interfejsu nie musi ograniczać się do celów rozrywkowych. Zaawansowane protezy kończyn, mechaniczne egzoszkielety sterowane „siłą umysłu” oraz inne, znane z filmów science fiction gadżety wydają się być obecne niemal na wyciągnięcie ręki, przyjmując, że „mózgowy interfejs” jest wystarczająco dokładny. Co jest dostępne w tym momencie i jakie ograniczenia ma dzisiejsza technologia?

Czytanie w myślach, elektroencefalografia, interfejsy

Mózg jest niezwykłą, biologiczną maszyną. Podobnie jak komputer wykorzystuje impulsy elektryczne w swoim działaniu. Funkcjonowanie mózgu nie opiera się na tranzystorach, a raczej na złożonej elektrochemii. Złożone procesy elektrochemiczne mogą być jednak odczytane w relatywnie prosty sposób ze względu na obecne w mózgu, możliwe do wykrycia wyładowania elektryczne. 

Odczytanie fal mózgowych, zespołów impulsów elektrycznych jest możliwe w sposób dwojaki: inwazyjnie przy pomocy elektrod w mózgu oraz poprzez badanie potencjałów pochodzenia mózgowego na powierzchni głowy. Inwazyjność i ryzyko związane z wykorzystaniem pierwszej z metod wyklucza jej powszechne stosowanie. Badanie potencjałów z powierzchni głowy, nazwane elektroencefalografią (EEG), jest natomiast sposobem wykorzystywanym niezwykle często w diagnostyce medycznej oraz w eksperymentalnych interfejsach mózg-komputer.

Koncepcja odczytania fal mózgowych w celu ich monitorowania w czasie rzeczywistym i ich modulowania sięga w przeszłość do lat 60 XX w., kiedy różne rodzaje fal mózgowych zostały odkryte. Człowiek, obserwując fale, poprzez koncentrowanie się lub ruchy kończynami jest w stanie zmieniać odbierane przez urządzenie potencjały. Treningi takie są niekiedy wykorzystywane w celach terapeutycznych. Zamiast suchych danych w postaci fal mózgowych wyświetlane są bodźce wizualne, takie jak proste gry. Koncentrując się, zwiększa się częstotliwość fal, a komputer odbierając taki bodziec, wykonuje program mający na celu np. przyśpieszenie wirtualnego samolotu.

Gry sterowane „siłą umysłu” stosowane są dotychczas raczej w celu zwiększenia potencjału umysłu niż tylko w celach rozrywkowych. Uważa się, że tzw. biofeedback pozwala na uzupełnienie terapii ADHD, wspiera koncentrację oraz pamięć. W celu zobrazowania sobie, jak wygląda taka gra, warto zajrzeć pod link.

Inną, bliźniaczą do fal mózgowych aktywnością mózgu są tzw. potencjały P300. Są to potencjały o wysokiej amplitudzie wytworzone przez mózg jako reakcja na szczególnie pobudzający bodziec, taki jak migające światło czy nawet uporczywa myśl wywołująca silne emocje. Potencjały te wykorzystywane są między innymi w wariografach, czyli wykrywaczach kłamstw. 

Czy to oznacza, że poprzez dokładną analizę fal mózgowych jesteśmy w stanie zbadać czyjeś myśli? Absolutnie nie, dokładna analiza potencjalnie jednak umożliwi stworzenie interfejsu pozwalającego na bardziej złożone efekty niż wprawienie w ruch wirtualnej zabawki.

sterowanie myślami lenovo

Dokąd zmierzamy?

Teraźniejsze korzystanie z fal mózgowych w celu interakcji z komputerem nie różni się znacznie od technologii relatywnie starych. Przykładem jest interfejs komunikacyjny znakomitego fizyka Stevena Hawkinga, który utracił zdolność poruszania się, jednak dzięki zachowanej umiejętności ruszania policzkiem był w stanie objaśniać swoje, dosłownie kosmiczne, teorie naukowe. Zamiast ruchu policzkiem dzisiejsza technologia umożliwia, poprzez możliwe do kontrolowania „zagęszczanie” fal mózgowych, kontrolowanie prostych interfejsów. Działanie urządzenia Hawkinga i nowych korzystających z EEG czy implantów wewnątrzmózgowych urządzeń różni się miejscem odbioru impulsu elektrycznego. Obie metody pozwalają natomiast na relatywnie prostą, ale wymagającą czasu i cierpliwości interakcję mózgu z komputerem.

Cierpliwość i zaangażowanie w trening umysłu prowadzą niekiedy do niezwykłych rezultatów. Korzystając z jednego z najnowocześniejszych systemów, pozwalających sparaliżowanym osobom na komunikację ze światem, chory zdołał uzyskać wynik ośmiu, napisanych siłą umysłu, słów na minutę. Liczba ta nie wydaje się spektakularna, biorąc pod uwagę, że tempo mówienia zdrowego człowieka to ponad 100 słów na minutę. Mamy jednak do czynienia z ludźmi niepotrafiącymi komunikować się w żaden inny sposób. I to jest sukces, który przynosi nie tylko nadzieję, ale również niezwykle wymierne rezultaty!  

Badania fal mózgowych i doskonalenie metod ich odbioru mogą prowadzić do stworzenia dokładniejszego interfejsu. W tym momencie wydaje się, że wykorzystanie tej technologii niekoniecznie doprowadzi do sytuacji, w której będziemy w stanie zastąpić kierownicę samochodu czy pada, wykorzystywanego do grania w ulubione gry, opaską na głowę. Interfejsy BCI (brain computer interface) oparte na odczytywaniu fal mózgowych potencjalnie pozwolą na prawdziwy przełom i ulgę w cierpieniu ludzi, którzy przez swój stan zdrowia nie są w stanie skutecznie komunikować się ze światem. Świat gier i innych rozrywek komputerowych również może zyskać na rozwijaniu obecnych już dziś technologii. Stosowanie relatywnie niewielu opcji kontroli w grze nie stanowi przecież o atrakcyjności rozrywki. Pomysłowość artystów rozrywki wirtualnej prawdopodobnie pozwoli na wykorzystanie do maksimum możliwości odczytywania fal mózgowych.

Ślepa ścieżka?

Co w sytuacji, w której interfejs mózg-komputer nie będzie nigdy zasadniczo różnił się w sposobie odczytu przez maszyny od potencjometru, takiego jak pokrętło kontroli głośności na radiu? Można wyobrazić sobie programy komputerowe, które tak relatywnie prosty przekaz, w zależności od sytuacji, będą interpretować w sposób niezwykle złożony i adekwatny. Może jednak odczytywanie fal mózgowych nigdy nie pozwoli graczom wcielić się w postać pogromcy potworów czy ludziom o ograniczonej mobilności na przywrócenie wszystkich funkcji motorycznych i korzystanie z pełni życia.

Fale mózgowe – nadzieja

Fale mózgowe zostały wykryte w drugiej połowie XX w. Dzisiaj wiemy już znacznie więcej o mózgu niż w owym czasie. Nie jest wykluczone, że sprytni naukowcy wymyślą lepszy sposób na skomunikowanie mózgu z komputerem niż poprzez odczyt zamglonych fal i potencjałów. Nie należy jednak odrzucać tej drogi. Dzięki technologii odczytywania modulacji fal mózgowych udało się już teraz osiągnąć wspaniałe cele, jak chociażby dać nadzieję na możliwość komunikacji ze światem sparaliżowanym ludziom. Technologia ta z pewnością nie powiedziała jeszcze swojego ostatniego słowa i to dopiero przedsionek „czytania w myślach”.

Jeżeli zainteresował Cię temat połączenia medycyny z technologią, warto zajrzeć do artykułu „Medycyna przyszłości”. Jeśli chcesz przeczytać więcej o implantach mózgowych w kontekście przywrócenia wzroku – zapoznaj się z tekstem „Cyfrowe wspomaganie wzroku” .



Jak przydatny był ten post?

Kliknij gwiazdkę, aby go ocenić!

Średnia ocena 5 / 5. Liczba głosów: 2

Dotychczas brak głosów! Oceń ten post jako pierwszy.


Bartosz Masternak

Bartosz Masternak - student ostatniego roku medycyny w Warszawie, pasjonat nowoczesnych technologii i technologicznych rozwiązań w medycynie. Prywatnie miłośnik podróży i wysiłku fizycznego.

Powiązane Artykuły

Jak działają szczepionki? Wpływ technologii na ich powstawanie

Lenovo

Cyfrowe wspomaganie wzroku – nadzieja w zasięgu ręki czy pieśń przyszłości?

Lenovo

Medycyna przyszłości – jak będzie wyglądać?

Lenovo

Komentarze do artykułu


widget instagram lenovo
widget twitter lenovo
widget facebook lenovo
widget youtube lenovo
Read previous post:
ThinkPad X1 Nano
Ruszyła sprzedaż rewolucyjnego ThinkPada X1 Nano

Do polskich sklepów trafił najlżejszy ThinkPad w historii, który zrewolucjonizuje rynek laptopów. Dodatkowo przy zakupie dowolnego modelu ThinkPad X1 Nano,...

Close