A neurokommunikáció a kommunikáció egyik formája , amelyet egy személy fiziológiai paramétereire vonatkozó adatok, majd az agy aktivitására vonatkozó adatok továbbítása kísér [1] . Ez egyfajta biokommunikáció , amelyet neurotechnológiák segítségével hajtanak végre .
A 2006-ban született sziámi ikertestvérek , Krista és Tatyana Hogan a természetesen kialakult neurokommunikáció egyik példája . Az ikrek összenőtték a fejüket, és az egyik agya a másik agyával kapcsolódik össze. Ennek eredményeként képesek gondolataikat és érzéseiket kicserélni: az egyik nővér tudja, mit lát vagy érez a másik [2] .
A neurokommunikációs technológiák felhasználhatók a technikai eszközök egyszerű vezérlésére és a mesterséges intelligenciával való interakcióra , biomonitorozásra és protézisre, közvetlen operatív kommunikációra, mások tapasztalatainak átélésére, oktatásra, összetett problémák közös megoldására, konfliktusmegoldásra, piackutatásra, érzelemprogramozásra stb . 3] A neurokommunikáció piacát az egyik kulcsfontosságú piacnak választották az Orosz Nemzeti Technológiai Kezdeményezés keretében , amelyben " NeuroNet " néven emlegetik. Ez a kifejezés az ember-számítógép interakciós eszközök piacára utal, amelyek a neurotechnológiák fejlett fejlesztésein és az ember-gép rendszerek, valamint a mentális és gondolkodási folyamatok termelékenységének növelésén alapulnak [4] . Az alábbiakban a neurokommunikáció legnagyobb alkalmazási területeiről olvashat.
A DARPA erőfeszítéseivel elkészült a CT2WS videó megfigyelő rendszer , amely a katonák intelligenciájának fejlesztését szolgálja . A látómezőben lévő eseményekre adott tudattalan reakciók figyelésével (az agy " hibadetektor " jelei) lehetővé teszi a veszélyes tárgyak 91%-ának észlelését, míg a katonáknál a közönséges távcsővel észlelt veszélyek 47%-a [5] .
A hadseregben még inkább szükség van olyan technológiákra, amelyek csökkentik a reakcióidőt . A legnyilvánvalóbb példa a harci robotok távirányítása agy-számítógép interfészek segítségével, amint azt a „ Fire Fox ” (1982) című film mutatja [6] . A szintetikus telepátia rendszerek ( eng. synthetic telepátia , technológia által közvetített telepátia , számítógép által közvetített telepátia ) eddig fantasztikusabbnak tűnnek , első mintája a DARPA Silent Talk által megrendelt katonák közötti hangtalan kommunikáció technológiája legyen a harctéren [7] [8 ] .
A civil szférában is szükséges a robotok távirányítása. Ez segíti például a projektek megvalósítását szélsőséges éghajlati övezetekben ( az Északi-sarkvidék fejlesztése, fúrótornyok karbantartása a Távol-Északon ) [9] .
A törvényszéki tudomány még ma is használja a gondolatok lenyomatának módszerét .. A neurokommunikáció fejlődésével a gondolatolvasás képessége bővül, és elérhetővé válik az elmekontroll , ami lehetővé teszi a bűnözés megelőzését [10] . Ezt a körülményt Rudy Rücker Postsingular (2007) című tudományos-fantasztikus regénye [11] eltúlozza .
Ezután az elektronikus karkötő neurokarkötővé fejlődhet. Külön irány lesz a személyazonosítás új módjainak létrehozása , mivel a protézisek fejlődése lehetővé teszi a bűnözők számára, hogy könnyen megváltoztassák megszokott fizikai tulajdonságaikat [12] .
Világszerte több mint 2 milliárd ember szenved központi idegrendszeri betegségekben. Oroszországban évente átlagosan 450 ezer ember válik szélütés áldozatává . Így potenciálisan nagy igény mutatkozik neuroprotézisek , gerincvelősérült betegek exoskeletonjai , non-invazív gyógyászati megoldások iránt [13] [14] . Például a neurális interfészek híres megalkotója, Miguel Nicolelis kezdeményezte a Walk Again Projectet , melynek célja olyan exoszkeletonok létrehozása, amelyeket a bénult emberek gondolat segítségével irányíthatnának [15] .
Még nagyobb szükség van a betegségek korai azonosítására szolgáló technológiákra ( szűrés ), amelyek megakadályozzák a súlyos következmények kialakulását [14] . Tehát a „ mobil egészség ” koncepció keretein belül már van kereslet a piacon a biofeedback (BFB) viselhető eszközökre , mint például a fitneszkövetőkre.[16] . Ez a fajta diagnosztika munkahelyzetekben is szükséges. Különösen korai figyelmeztetést jelenthet a pilóta fáradtságára [17] . A vizualizáció szempontjait nem szabad alábecsülni : például az orosz játékfejlesztő Nival az Oculus Rift virtuális valósághasználta az InMind alkalmazásban, amely lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy az agyon belül utazzon [18] .
Végül a bioelektronika egy ilyen irányamint az elektroceutikumok, gyógyszereket tolhat [19] . A Thync készülék a felhasználó kívánságától függően a halánték környékét stimulálva képes a tónus növelésére, vagy éppen ellenkezőleg ellazítására , a SetPoint Medical készülékek pedig a vagus ideg elektromos stimulációját végzik [17] .
A neurokommunikáció növelheti a beszélő állatfajok számát . Most a fajok közötti kommunikáció területénaz "ember-állat" vonal mentén a tudósok már próbálják megfejteni az állatok nyelvét . Például Kon Slobodchikoff professzoraz Észak-Arizonai Egyetemrőlspeciális mobilfordítási eszközök létrehozásán dolgozik (az első ilyen eszköz a BowLingual, amelyet a kutyák nyelvéről fordítottak le, a japán Takara cég adta ki 2002-ben) [20] .
Ugyanakkor a színész-hálózat elmélet egyik szerzője, Bruno Latour szociológus nemcsak az állatokkal való kommunikáció lehetőségét feltételezte, hanem a társadalmi kapcsolatok alanyai státuszába is emelte őket . Az idegi interfészek lehetővé teszik, hogy az emberek és az állatok együtt éljenek egy közös közösségi hálózatban : az emberek nemcsak olvasni tudnak majd az állatok gondolataiban, hanem befolyásolhatják viselkedésüket is, amit 2013-ban a Harvard Medical School -ban végzett kísérlet bizonyított [21] . Ahogy az NTI-nek szentelt 2015- ös Foresight Fleetben elhangzott, a NeuroNet lehetővé teszi
küldd a macskát a gyógyszertárba, a kutyát meg kenyérért. [22]
A dolgok internete fejlődésének egy olyan állapot kialakulásához kell vezetnie, amelyet ésszerű környezetnek neveznek. Végső célja egy bizonyos egyéni tér kialakítása az ember körül .[23] . E tér árnyalatainak megfelelő megértésében az okos környezetet az emberi pszichével való interakciónak kell segítenie. Például a technika képes lesz alkalmazkodni a tulajdonos érzelmi állapotához [17] . A NeuroNet munkacsoport 7100 milliárdra becsülte a neurolife és a dolgok internete piacának várható méretét 2020-ra. amerikai dollár [22] .
A neuromarketing irányának új szintre kell emelnie a reklámcélzást . Először is, a marketingkutatást megkönnyíti az a képesség, hogy információt szerezzünk a fogyasztó tudattalan tevékenységeiről (például a szemkövetésről ). A biofeedback funkcióval rendelkező hordható eszközök nagy mennyiségű adat felhalmozását teszik lehetővé a valós fogyasztói magatartásról. Másodszor, a tömeges ügyfél döntéshozatalának befolyásolására a tudattalan befolyásolás mechanizmusait szélesebb körben alkalmazzák.[24] .
A munkaerő-piaci követelmények megkövetelik a kognitív fejlesztés fejlett technológiáinak megismerését . Így az agy mikropolarizációja iránti tömeges lelkesedés azt jelzi, hogy nagy az igény az agyi aktivitás mesterséges növelésére [25] . A neurokommunikáció oktatásban való alkalmazásának ideális végeredménye egy olyan helyzet legyen, ahol az emberek anélkül tudnak tanulni, hogy saját magukat zavarják. Például a tudatátadás problémájának sikeres megoldása esetén a képzés a szükséges ismeretek letöltéséből áll.közvetlenül a hallgatók agyába [26] . 2015-ben Karim Benchenane ( fr. Karim Benchenane ) a párizsi Ipari Fizikai és Kémiai Felsőiskola munkatársaival hamis asszociációkat tudott bemutatni az alvó egereknél. Így sikerült bizonyítani az információ agyba történő letöltésének alapvető lehetőségét [17] [27] .
Lehetőség van a psziché új erőforrásállapotainak felfedezésére egy személyben (beleértve a megváltozott állapotokat is, mint amilyeneket az „ Oroszország 2045 ” társadalmi mozgalom egyik szakértője, Oleg Bakhtiyarov tanulmányozott ) [17] [28] . A Google Search Inside Yourself vezetői programja már ma is tanít meditációra a mérnököknek , és a Journey to Wild Divine nevű biofeedback számítógépes játék akár önálló meditációs gyakorlatok elsajátítását is lehetővé teszi [29] . Amíg a tudatátadás problémája meg nem oldódik, a hétköznapi mentális állapotok is edzhetők biofeedback eszközök segítségével . Különösen az internetfüggőség olyan formája, mint a kiberkommunikációs függőség és a tanulmányi teljesítmény csökkenése között találtak kapcsolatot [30] . Egyre több gyermek szenved figyelemhiányos rendellenességben . Az olyan figyelemfelkeltő trénereknek , mint a Play Attention program [29] segíteniük kell az ilyen tanulókat . Az agytréningre van igény a felnőttek körében(különösen a Lumosity cég megoldásáról van szó , amelyre több mint 40 millió felhasználó iratkozott fel) [16] [31] .
A neurális interfészek másik előnye, hogy képesek ellenőrizni az oktatási anyagok elsajátításának folyamatát [32] . Mindenekelőtt a tanuló képes lesz nyomon követni a tanulás szempontjából fontos mutatókat; például a neurális interfész megmondja, hogy az agy mikor van jobban ráhangolódva az információ észlelésére [17] . Ellenőrzési célból a neurális interfész a tanár számára is kényelmes, mert az oktatásban használt hagyományos elektronikus szimulátorok nem teszik lehetővé a tanulói érvelés logikájának nyomon követését [33] .
Az első elektroencefalográfiát (EEG) használó neurokommunikációs megoldások jelen vannak a számítógépes játékok piacán : ezek az Emotiv Systems , a NeuroSky , a Neural Impulse Actuator , a Mindball játék [7] bemeneti-kimeneti perifériás eszközei . Raymond Kurzweil még futurisztikusabb perspektívát rajzol a virtuális valóságba való elmerüléshez az idegrendszerből : a jövőben a nanorobotok képesek lesznek blokkolni az érzékszervekből érkező jeleket, és helyettesíteni azokat a virtuális valóságból az agy által kapott jelekkel, ami a teljes jelenlét érzetét keltheti a virtuális környezetben. Egy ilyen környezetben mozoghat barátaival, és együtt érezhet bármilyen élményt az érzékek spektrumában [34] . M. Nicolelis megjegyzi a virtuális turizmusban rejlő nagy lehetőségeket : a távjelenléti eszközök avatárokká való átalakítása lehetővé teszi az emberek számára, hogy valósághű benyomásokat szerezzenek a távoli utazásokról más bolygókra és az Univerzum más nehezen elérhető zugaira [6] .
Stanislav Lem "A technológia összege " (1963) című művében említette az információs akadály fogalmát . Az akadály abban rejlik, hogy egyre több tudósnak kell egyre nagyobb mennyiségű tudományos információt feldolgoznia (lásd információrobbanás ). Ez azonban egy pozitív visszacsatolású folyamat , mivel a kutatók számának növekedése a felhalmozott információ mennyiségének további növekedéséhez vezet. Lem szerint lehetséges, hogy az információs akadály leküzdéséhez további antropogenezisre lesz szükség [35] .
Az információrobbanás elkerülhetetlen következménye a tudósok specializációjának elmélyülése. Ahhoz, hogy az általános ismereteket a magasan specializált tudományágak eredményeiből szintetizáljuk , kollektív interdiszciplináris interakció megszervezésére van szükség (lásd még : Collaborative information seeking ). Ugyanakkor az interdiszciplináris kommunikációt nehezíti, hogy a különböző szakterületek szakemberei eltérő terminológiával rendelkeznek . A specializáció szűkössége a tudás megbízhatóságának megítélésének problémáját is felveti , mert a fizikus nem tudja ellenőrizni az orvos állításainak igazát stb. [36]
Manapság a szűk szakosodás problémáit a crowdsourcing segítségével lehet leküzdeni, amely tulajdonképpen a tudásszerzés demokratizálásának egyik formája . A Crowdsourcing egy civil tudományos jelenséget szült : önkéntesek ezrei vesznek részt az EyeWire és Foldit projektekben [37] . Ezt a tapasztalatot elkerülhetetlenül kiterjesztik a szociális menedzsment területére is [38] , erre példa a The Edge projekt ( amelyet az Egyesült Királyság Nemzeti Egészségügyi Szolgálata valósít meg ) [18] .
A neurokommunikációnak növelnie kell a szorosan specializálódott szakemberek közötti kölcsönös megértés szintjét és az információ iránti bizalom szintjét, lehetővé téve a gondolatok közvetlen cseréjét, a közvetítők szakmai zsargon formájában való részvétele nélkül [39] [40] . A NeuroNet munkacsoport 2020-ra 253 milliárd USA dollárra becsüli a neuromorf big data rendszerek és a tudásszintézis piacának lehetséges méretét [22] .
Az agy működésének megértésében a közelmúltban elért eredmények a következők: a Swiss Blue Brain Projectnek sikerült digitális rekonstrukciót készítenie a patkányagy egy szakaszáról, amely 31 000 neuront, 207 különböző neuron-altípust és 55 sejtréteget tartalmaz [41] , és Fred Gage a Salk Institute for Biological Studies képes volt "öregedő" agysejteket növeszteni [42] .
Vitalij Dunin-Barkovszkij az Russia 2045 mozgalomból azt ígéri, hogy 2016 januárja előtt megkapja az agy részletes, mesterséges megvalósításra alkalmas sémáját [43] . R. Kurzweil azt jósolja, hogy a 2040-es évekre elkészül az emberi agy teljes számítógépes szimulációja [44] .
A tudatosság mesterséges médián történő újratermelésének első megközelítései folyamatban vannak. LifeLike, egy együttműködési projekt a Közép-Floridai Egyetemmelés az Illinoisi Egyetem , amely az Amerikai Nemzeti Tudományos Alapítvány egyik alkalmazottja , Alex Schwarzkopf ( eng. Alex Schwarzkopf ) virtuális kettősének létrehozására irányult. A kettősnek meg kell őriznie a jövő generációi számára Schwarzkopf tudományos és szellemi tapasztalatait, valamint megjelenését, arckifejezését, hangját, kommunikációs módját [18] . David Hanson cége még 2005-ben létrehozta a 23 évvel korábban elhunyt Philip Dick író mesterséges kettősét [45] .
Vannak bizonyos sikerek az agy és a mesterséges tárgyak kölcsönhatásának kérdésében. A 2014-es labdarúgó-világbajnokság döntőjének megnyitóján az első ütést a labdára exoskeleton segítségével egy lebénult lábú férfi mérte le. Az exoskeletont az agy irányította, amelynek aktivitását az EEG alapján leolvasták egy elektródákkal ellátott sapkának köszönhetően ( eng. Braincap ) [15] [46] . Ugyanebben az időben, még 2011-ben Doron Friedman, a Herzliya (Izrael) Interdiszciplináris Központ alkalmazottja egy MRI - vel vezérelt avatár létrehozásán dolgozott [47] . Az egyik diák irányítása alatt az avatár 2000 km-es távolságot tett meg [48] .
Az agy-számítógép interfészek már a kereskedelmi áruk színpadára kerültek. Így az ausztrál Emotiv Systems cég neurális interfészei észlelik az arckifejezéseket, lehetővé teszik idegvizsgálatok végzését, biofeedback kezelést, számítógépes játék vezérlését vagy Parrot AR.Drone drónok vezérlését [49] . Igaz, az interfészeknél gond van az olvasási szándékkal, a hibák általában 25-40%. Ebben az irányban 2012-ben az áttörést Andrew Schwartz , a Pittsburghi Egyetem munkatársa érte el, aki 91,6%-os pontossági szintet ért el [50] .
Érdekes a perifériás neurointerfészek iránya. A helyzet az, hogy a protézisek ellenőrzésekor nem szükséges az agy erőforrásait minden manipulációhoz felhasználni. Előfordul, hogy a perifériás idegrendszernek elegendő erőforrása van . A perifériás neurointerfészre példa a Chicagóban kifejlesztett Targeted Reinnervation (TMR) eszköz [51] .
Ami az agy-agy interakciót illeti , ezen a részben még folynak laboratóriumi kísérletek. 2013 februárjában M. Nicolelis csapata arról számolt be, hogy két patkány agyát sikerült összekapcsolniuk . A patkányokba számítógépekhez csatlakoztatott elektródákat ültettek be, a számítógépeket pedig az interneten keresztül kötötték össze. A patkányok valós időben cseréltek tapintási és motoros információkat , bár különböző kontinenseken helyezkedtek el : az egyik Dél-Amerikában (a brazil IINN-ELS intézet területén ), a másik pedig Északon ( Duke Egyetem , Észak-Karolina államban). ) [52] .
Valamivel több mint egy hónappal később a Harvard Medical School tudósai beszámoltak a fajok közötti neurokommunikáció sikeréről az implantátumok beültetése nélkül , az EEG-nek köszönhetően nem invazív módon. Az önkéntesek elektródákkal sapkát tettek fel, és a gondolat erejével megmozgatták egy érzéstelenítés alatt álló patkány farkát [53] .
Ugyanezen év augusztusában a Washingtoni Egyetemnek sikerült elérnie az emberek közötti neurokommunikációt lövöldözős játék közben . Az egyik játékos (Rajesh Rao, angolul Rajesh Rao ) rendelkezésére csak képernyő állt, a billentyűzet pedig a szomszéd szobában volt Andrea Stocco-tól ( angolul Andrea Stocco ). Rao nem tudta egyedül megnyomni a billentyűket, Stocco pedig nem látta, mi történik a képernyőn. Rao billentyűparancsokat küldött Stocco agyának egy elektródákkal ellátott sapka segítségével [17] [54] .
2015-ben M. Nicolelis laboratóriuma két új kísérletet végzett. Mindkét esetben jutalmazták az állatokat a sikeres csoportos interakcióért. Egy esetben három majom közösen irányított egy mesterséges kart az agy-számítógép interfészeken keresztül, megfigyelve annak mozgását a monitoron, és mindegyik egyenként csak egy téglalap alakú koordinátarendszer egyik tengelye mentén tudta manipulálni a karaktert . A kísérlet kimutatta, hogy a főemlősök agya egyesíthető önadaptáló számítógépes struktúrává, amely képes közös célok elérésére [55] . A második kísérletben 4 patkány agyából hoztak létre hálózatot [56] [57] .
Eddig problémát jelent a hagyományos információ neurális interfészek segítségével történő alacsony átviteli sebessége. Például a hétköznapi nyelvű üzenetek betűről betűre történő gépelésének maximális sebessége 2014-ben percenként 40 karakter volt [58] . Az interakció sebességének növeléséhez szükség van egy speciális nyelv és a hozzá tartozó, jelentésértésre képes gépi fordítórendszerek kifejlesztésére - ezt a problémát a szemantikus webnek köszönhetően kell megoldani [59] .
A második probléma a hálózati kommunikáció megfelelő szervezeti formáinak megteremtése. Csakúgy, mint az IKT -ban a csillag -topológiáról a háló-topológiára való átmenet , úgy az emberi kollektíváknak is rugalmas, önszerveződő formákat kell felvenniük [60] . A kollektív interakció próbaformái most vannak kialakulóban: foresight , World Café , nyílt űrtechnológia . 7-15 év távlatában meg kell jelenniük azoknak a szervezeti technológiáknak, amelyek bármilyen komplexitású csoportot képesek felépíteni bármilyen feladatra [61] .
Idegtudomány | |
---|---|
Alapvető tudomány |
|
Klinikai idegtudomány |
|
Kognitív idegtudomány |
|
Más területek |
|