امسال ترکیبی باورنکردنی از ایمپلنت‌های مغزی ایجاد شد که می‌توانند فعالیت مغز را ضبط، رمزگشایی و تغییر دهند.

به نظر می رسد دژاوو - رابط های مغز و ماشین نیز در ذهن من به صورت رایگان زندگی می کردند. جمع بندی سال گذشته، اما به دلیل خوبی دانشمندان علوم اعصاب در حال ساخت تراشه‌های الکترونیکی پیچیده و انعطاف‌پذیر هستند که هوش ماشینی را با سرعتی بی‌سابقه با مغز و نخاع ما ادغام می‌کند. آنچه قبلاً علمی تخیلی بود - برای مثال کمک به افراد فلج برای بازیابی توانایی خود در راه رفتن، شنا و کایاک سواری - اکنون واقعیت دارد.

امسال، ایمپلنت های مغزی زندگی مردم را بیشتر متحول کردند. سس نه چندان محرمانه؟ هوش مصنوعی

یک ایمپلنت در نخاع بیمار مبتلا به پارکینسون - که به آرامی نوعی سلول مغزی را برای برنامه ریزی حرکات از بین می برد - قصد او را برای حرکت ترجمه کرد. پس از دهه‌ها، این مرد می‌توانست بار دیگر به راحتی در جاده‌ای کنار ساحل قدم بزند. این مطالعه راه را برای ترمیم حرکت در سایر اختلالات مغزی هموار می کند بیماری لو گریگ، جایی که اتصالات عصبی به ماهیچه ها به آرامی از بین می رود یا در افرادی که آسیب مغزی ناشی از سکته دارند.

محاکمه دیگر از تحریک الکتریکی برای تقویت حافظه کوتاه مدت در افرادی که با آسیب های مغزی تروماتیک زندگی می کنند استفاده کرد. زمان‌بندی دقیق زاپ‌ها، بازه توجه را چندین دهه پس از آسیب افزایش داد و به شرکت‌کنندگان این امکان را داد که کارهای روزمره متعدد را انجام دهند و سرگرمی‌هایی مانند خواندن را دنبال کنند.

ایمپلنت های مغزی نیز به عنوان ابزار تشخیصی پیشرفت کردند. یک مطالعه از ایمپلنت‌ها برای رمزگشایی الگوهای امواج مغزی مرتبط با افسردگی و پیش‌بینی بالقوه عود استفاده کردند. این مطالعه چگونگی تفاوت سیگنال‌های مغزی بین مغز سالم و افسرده را کشف کرد که می‌تواند الگوریتم‌های بهتری را برای دور کردن فعالیت مغز از افسردگی الهام بخشد.

اما شاید بزرگ‌ترین پیشرفت در رمزگشایی گفتار بود - فناوری‌هایی که افکار را به کلمات و جملات ترجمه کنید. این فناوری‌ها از افرادی که توانایی صحبت کردن را از دست داده‌اند حمایت می‌کنند و راهی جایگزین برای برقراری ارتباط با عزیزانشان می‌دهند.

در اینجا نکات برجسته 2023 از نسل جدید "مغز خوانی” ایمپلنت

افکار به متن

ما با سرعتی در حدود 150 کلمه در دقیقه صحبت می کنیم. این یک نوار بالا برای ایمپلنت های مغزی است.

بسیاری از اختلالات عصبی، مانند سکته مغزی، فلج، یا سندرم قفل شده، توانایی صحبت کردن را از فرد سلب می کنند - حتی اگر ذهن او هنوز منسجم باشد. اوایل امسال ، یک تیم دانشگاه استنفورد به یک زن 67 ساله کمک کرد تا گفتار خود را با 62 کلمه در دقیقه بازیابی کند که این سرعت بیش از سه برابر ایمپلنت های قبلی است. این زن به دلیل بیماری Lou Gehrig صدای خود را از دست داد، که به آرامی توانایی مغز برای کنترل عضلات برای گفتار، حرکت و در نهایت تنفس را از بین می برد.

مطالعه از کتابخانه عظیمی از کلمات برای رمزگشایی گفتار خود از دو منبع استفاده کرد: فعالیت الکتریکی در ناحیه بروکا، "مرکز زبان" مغز، و از عضلات اطراف دهانش. این سیگنال ها به یک شبکه عصبی مکرر - نوعی الگوریتم یادگیری عمیق - برای تشخیص عناصر اساسی گفتار وارد شدند. تنها در سه روز، این سیستم توانست افکار زن را با سرعتی بی سابقه رمزگشایی کند - البته با خطا.

سیستم دیگه یکی بهتر رفت به جای استفاده از الکترودهایی که به مغز نفوذ می کنند، این دستگاه - که برای الکتروکورتیکوگرافی ECoG نامیده می شود - از الکترودهای صفحه مانند کوچکی تشکیل شده است که برای گرفتن سیگنال های الکتریکی روی سطح مغز قرار می گیرند. هنوز باید در زیر جمجمه کاشته شود اما آسیب به بافت های حساس مغز را محدود می کند. هر الکترود، تقریباً به اندازه سر یک بند انگشتی، می تواند سیگنال های عصبی با کیفیت بالا را ضبط کند.

ECoG بود برای اولین بار استفاده شد در آغاز قرن حاضر برای ثبت علائم گفتار و حرکت در افراد مبتلا به صرع. به زودی به دستگاهی تبدیل شد که اجازه می داد یک شخص مبتلا به سندرم قفل شده برای برقراری ارتباط با افکار خود با استفاده از ایمپلنت در خانه.

آنچه جدید است، معرفی هوش مصنوعی است. برخی از الگوریتم‌ها فعالیت مغز حرکات صوتی را رمزگشایی می‌کردند - به عنوان مثال، موقعیت زبان و شکل دهان - در حالی که مدل‌های زبان بزرگ، مانند آن‌هایی که به ChatGPT نیرو می‌دهند، جملاتی را از داده‌ها می‌ساختند. اگرچه این سیستم می‌توانست سیگنال‌های مغز را با 78 کلمه در دقیقه به متن ترجمه کند، اما تقریباً یک چهارم آن دارای خطا بود. اما ارتباط غیرکلامی اشتباهات را جبران کرد: ایمپلنت از حالات چهره برای متحرک سازی یک آواتار دیجیتالی استفاده کرد و به بیماران حالت دیگری از ارتباط را داد.

یک نقطه عطف

ایمپلنت های مغزی نوعی رابط مغز و ماشین هستند. درست به نام خود، این دستگاه ها مغز را به کامپیوتر متصل می کنند. چگونه آنها این دو را به طور گسترده ای برای راه حل های خلاقانه پل می کنند.

بیشتر سیستم‌ها فعالیت الکتریکی مغز را اندازه‌گیری می‌کنند و اغلب به کابل‌هایی نیاز دارند که الکترودها را به رایانه‌هایی متصل می‌کنند که می‌توانند فعالیت عصبی را رمزگشایی کنند.

امسال، یک مطالعه سیم را با ایمپلنت بی سیم قطع کنید. این سیستم متشکل از تخته‌های مدار انعطاف‌پذیر به اندازه دانه است که در سرتاسر مغز پاشیده شده‌اند که می‌توانند تغییرات فعالیت را شناسایی کرده و به طور موقت ذخیره کنند. این "گره ها" به صورت بی سیم داده ها را به گیرنده ای به شکل هدفون منتقل می کنند، که اطلاعات را پردازش می کند، تحریک مغز را از طریق گره ها کنترل می کند و آرایه را نیرو می دهد. اگرچه بی سیم، این سیستم هنوز برای کاشت به جراحی نیاز دارد.

یک جایگزین؟ دستگاه هایی که سیگنال های مغز را بدون جراحی می گیرند.

یک مطالعه از هوش مصنوعی برای ترجمه داده‌های تصویربرداری تشدید مغناطیسی کاربردی (fMRI) - یک تکنیک غیر تهاجمی - به "خلاصه" افکار یک فرد استفاده کرد. این فناوری فعالیت مغز را به کلمات ترجمه نمی کند. در عوض، ایده‌ها را در حین تکامل به تصویر می‌کشد، حتی اگر کلمات دقیق در ترجمه گم شوند. مطالعه دیگری اندازه گیری فعالیت مغز با روسری شبیه کلاه شنا با الکترودهایی که روی پوست سر قرار می گیرند. هنگامی که کاربر در سکوت جملاتی را در ذهن خود می خواند، کلاهک - با کمک هوش مصنوعی - "افکار" او را به متن ترجمه می کرد.

دستگاه‌های دیگر در حال بررسی روش‌های کاملاً جدیدی برای اتصال ماشین به مغز هستند - برای مثال، با نور. یک مطالعه اخیر نورون‌های ترکیبی به‌طور ژنتیکی برای پاسخ به نور و کاوشگرهای انعطاف‌پذیری که این نورون‌ها را با رنگ‌های مختلف نور LED فعال می‌کنند، مهندسی شده‌اند. همراه با فناوری رایجی که تنظیمات نور را کنترل می‌کند، این دستگاه با بیش از هزار پیکسل LED مستقل، می‌تواند فعالیت چندین نورون را به طور همزمان کنترل کند.

سلول های مغز پر سر و صدا هستند. این دستگاه جدید به مرتب کردن صدای ناخوشایند کمک کرد تا مدارهای مغزی را که در زیربنای نقش های ذهنی خاص قرار دارند، حل کند. این نورون‌ها را تا عمق پنج میلی‌متر در داخل مغز موش فعال می‌کرد – تقریباً ضخیم ترین قسمت از قشر انسان

تغییر پارادایم

ایمپلنت های مغزی ماشین های ذهن خوان نیستند. اما همانطور که فناوری در حال تکامل است، احتمالاً با تعداد زیادی روبرو می شود مین های اخلاقی. برای مثال، دستگاهی که افکار را به صورت متن پخش می‌کند، می‌تواند به طور ناخواسته به حریم خصوصی تجاوز کند.

سازمان آموزشی، علمی و فرهنگی ملل متحد (یونسکو) هم اکنون به آینده نگاه می کند. این تابستان، آنها طرحی را منتشر کرد در مورد فناوری عصبی، خواستار مقررات جهانی و یک چارچوب اخلاقی در حالی که ایمپلنت های مغزی به سمت آینده ای ناشناخته حرکت می کنند. این سازمان قبلاً دستورالعمل‌های مشابهی را برای پیشرفت‌های کلیدی دیگر، مانند نحوه استفاده و اشتراک‌گذاری داده‌های ژنتیکی انسانی و نحوه توسعه هوش مصنوعی برای بهبود جامعه به‌عنوان یک کل، تدوین کرده بود.

ایمپلنت های مغزی به سرعت در حال حرکت هستند، اما کاربرد آنها در دنیای واقعی تازه شروع شده است. با قدرت دگرگون کننده مسئولیت می آید. یک گفتگوی جهانی در مورد دسترسی، برابری، حریم خصوصی، و از نظر فلسفی‌تر، اینکه انسان بودن به چه معناست، نباید یک فکر بعدی باشد. در عوض، ممکن است به اندازه خود فناوری مهم باشد که ما به عصر سایبورگ ها ادامه می دهیم.

تصویر های اعتباری: جری تانگ/مارتا مورالس/دانشگاه تگزاس در آستین

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
• PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
• PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://singularityhub.com/2023/12/29/welcome-to-the-cyborg-era-brain-implants-transformed-lives-this-year/