שליטה חיצונית זו נשלטת למעשה על ידי מחשבותיו של הלובש

תוכן קשור

• החליפה הביונית הזו עשויה להיות עתידם של תותבות

מהנדס אוניברסיטת יוסטון, חוזה קונטררס-וידאל, מבצע מחקר עתידני, זר יותר מדע בדיוני. הוא פיתח "ממשק מוח-מכונה" כדי לפרש אותות מוחיים ולהפוך אותם לתנועה. באמצעות ממשק זה הוא יצר יד ביונית ואווטאר מחשב הנשלטים על ידי מוחו של המשתמש.

אולם מרכז העבודה ביצירתו הוא שלד-שליטה נשלט על ידי מחשבה כדי לעזור לאנשים משותקים ללכת. מזה מספר שנים עובדת Contreras-Vidal עם שלד הרחם התחתון של REX, שפותח על ידי REX Bionics מניו זילנד. מתבצע שליטה על שלד הגז עם ג'ויסטיק. אבל קונטררס-וידאל וצוותו הציגו מחדש גרסה שתשמש בממשק המכונה-מוח שלהם. המשתמש שלד-החזה לובש כובע אלקטרודה, עם חיישנים בקרקפת שקוראים פעילות חשמלית במוח. אלגוריתם שפותח על ידי Contreras-Vidal וצוותו "מפרש" את המידע המוח ומתרגם אותו לתנועה של שלד האקוסו. במילים אחרות, הלובש חושב "לזוז, לברך שמאל", והאלגוריתם הופך אותו לפעולה. זה יכול ליצור תנועות מהירות יחסית, שכן גם אצל אנשים שאינם פצועים לוקח שבריר שנייה עד שהמידע יעבור מהמוח לגוף.

"בכל פעם שאנחנו מתכננים תנועה, המידע קיים לפני שאנחנו באמת רואים את התנועה", אומרת קרתרס-וידאל.

מספר חוקרים לאורך השנים עזרו לאנשים משותקים לנוע באמצעות אלקטרודות שהושתלו במוחם. המערכת בהמתנה לפטנטים של Contreras-Vidal שונה מכיוון שהיא לא פולשנית - משתמשים לוקחים ומכבים את מכסה האלקטרודה כרצונם. זה שימושי במיוחד במקרה של חולים שיצטרכו להזיז רק את השלד הזמני באופן זמני, כמו נפגעי שבץ שעשויים להשתמש בשלד החזה כדי להחזיר את יכולת ההליכה ואז ללמוד ללכת ללא עזרה. (צוות בהובלת ברזיל פיתח שלד שליטה בלתי מוחלט בשליטה מוחית כדי לאפשר לצנחנים לבעוט את מונדיאל 2014; החליפה, עם זאת, לא אפשרה למשתמש ללכת ללא עזרה).

שלד הגז שבשליטת המחשבה הוא תוצאה של שנים של עבודה בפענוח שפת המוח. באוניברסיטת יוסטון מנחה Contreras-Vidal את המעבדה למערכות ממשק מוחיות לא פולשניות, המעסיקה צוות מהנדסים, מדעני עצבים, רופאים, מומחי מחשבים ואפילו אמנים. לפני יוסטון, הוא הנחה את המעבדה להנדסת עצבים ותותבות חכמות באוניברסיטת מרילנד, שם עבד בפיתוח תותבות בשליטה מוחית עבור אמוטוטים. האלגוריתמים המשמשים לתרגום מחשבות לתנועה משתפרים ללא הרף, אומר קרטרס-וידאל, במה שהוא מתאר כ"תהליך יצירתי ".

כרגע המעבדה שלו עובדת על מספר פרויקטים המשתמשים בממשק המכונה-מוחית. פרויקט אחד בודק התפתחות נוירו-מוטורית בקרב ילדים המשתמשים בכובע האלקטרודה; הצוות מקווה שהבנה טובה יותר של תהליך זה עשויה בסופו של דבר לעזור לילדים עם הפרעות התפתחות נוירולוגיות, כמו אוטיזם. אחר מבקש להבין מה קורה במוח כשאנשים חווים אמנות, ומתאימים הולכי מוזיאונים עם כובע אלקטרודה כשהם מסתכלים במיצב אמנות.

השלד הגנטי שבשליטת המוח עובר כעת ניסויים. זה כבר שימש במספר תרחישים מהחיים האמיתיים; אדם בריבוע רביעי הבריטי הלך לאחרונה באמצעות שלד הגז בכנס באיטליה.

קונטרסאס-וידאל וכמה מתלמידיו ידגימו את שלד הגז בפסטיבל החדשנות הקרוב של סמית'סוניאן. הפסטיבל, שיתוף פעולה בין מוסד סמיתסוניאן ולמשרד הפטנטים והסימנים המסחריים של ארה"ב, מתרחש ב- 26 וב -27 בספטמבר במוזיאון הלאומי להיסטוריה אמריקאית.

"אנו שמחים מאוד לנסוע לסמית'סוניאן, כי אני חושב שמדענים צריכים לדבר עם הציבור, במיוחד עם ילדים, " אומרת קרתרס-וידאל. "הם צריכים להיחשף לסוג כזה של טכנולוגיה כדי לראות שזה באמת קשור לחידוש."

כאילו שלד-החיזון דמוי הרובוט אינו מרשים דיו לילדים וילדי פסטיבלים אחרים, קונטראס-וידאל וצוותו יאפשרו למבקרים לצפות בגלי המוח שלהם על גבי המסך על ידי כיפת כובעי אלקטרודה. Contreras-Vidal מתאר כיוונון לגלים המוחיים של האדם כ"האזנה לנוירוזימפוניה ".

"אני אוהב לראות את המוח כסימפוניה, שכל התחומים העיקריים הם חלק מההרכב וכל שחקן בהרכב זה אחראי לאיזה היבט של ההתנהגות שלהם", הוא אומר. "כדי לנגן את המוזיקה הזו הם צריכים לתאם."

חפיפת האמנות והמדע היא חלק חשוב בעבודתו של קרטראס-וידאל. בעבר הוא חיבר אמנים להציץ בתהליכי היצירה של מוחם. לאחרונה הוא עובד עם רקדנים. בפרויקט שנקרא "מוחך לריקוד", הוא הציג לרקדנים כובעי אלקטרודות והציג את גלי המוח שהתקבלו על גבי המסך בזמן שהם מופיעים. הוא מאמין שבסופו של דבר בירור מסוג זה לגבי הבסיס העצבי בתנועה עשוי להוביל להבנה חדשה של פרקינסון ומחלות מוח אחרות.

בפסטיבל החדשנות יטופלו המבקרים במופע ריקוד שכזה.

"מדענים יכולים ללמוד הרבה מאומנות ולהיפך", אומרת קרתרס-וידאל. "אני מקווה שזה יצליח להדביק את דמיונם של אנשים, במיוחד ילדים."

פסטיבל החדשנות יתקיים במוזיאון הלאומי להיסטוריה אמריקאית בתאריכים 26-27 בספטמבר, בין השעות 10 בבוקר לחמש אחר הצהריים. האירוע, שאורגן על ידי מוסד סמיתסוניאן ומשרד הפטנטים והסימנים המסחריים בארה"ב, יציג דוגמאות לכושר ההמצאה האמריקני שפותח על ידי עצמאי ממציאים, מוסדות אקדמיים, תאגידים וסוכנויות ממשלתיות.