03.03.2014

Надо отметить, что концепция волнового распространения идентификаторов открывает достаточно простой путь к созданию полноценных нейроинтерфейсов между человеком и компьютером.

Судить о том, какие мысли рождает мозг, можно разными способами. Наиболее простой путь – это анализ показаний многоточечной энцефалограммы. Так как разные мысли вызывают отличные друг от друга картины активности зон коры, то определенные закономерности могут быть отслежены и впоследствии использованы. Понять мысли таким способом невозможно, но можно приблизительно отличить друг от друга разные формы мозговой активности. При желании это можно использовать для простых систем управления, не требующих высокой точности или быстродействия.

Более продвинутые методы – это фиксация, например, с помощью магнитно-резонансного томографа, уровня насыщения кислородом кровотока на пространстве коры, что позволяет судить о местах, где сосредоточена наибольшая нейронная активность. Пространственное разрешение при этом во много крат выше, чем при использовании энцефалографа. Для первичной зрительной коры, где сохраняется топографичность проекции, такой метод хоть очень грубо и инерционно, но позволяет заглянуть в мысли человека (рисунок ниже).

030314_1701_1

Результаты реконструкции изображений (Shinji Nishimoto, An T. Vu, Thomas Naselaris, Yuval Benjamini, Bin Yu, Jack L. Gallant, 2011)

Магнитно-резонансный томограф громоздок и неприменим для внелабораторного использования. Но существует и более простой способ измерения параметров мозгового кровотока – это локальная спектроскопия в инфракрасном диапазоне. Отдельный датчик состоит из источника инфракрасного излучения и оптического приемника отраженного сигнала. По изменению спектра поглощения можно судить о процессах, происходящих непосредственно под датчиком. Используя комбинацию инфракрасных и электроэнцефалографических датчиков, компания Honda создала интерфейс, позволяющий с достаточно высокой точностью управлять человекоподобным роботом (Honda Research Institute Japan Co., 2009).

030314_1701_2

Комплекс Honda (Honda Research Institute Japan Co., 2009)

Еще большую детализацию активности коры в пространстве и времени позволяют получить упомянутые ранее оптические методы, но и они дают представление только о коллективной активности тысяч расположенных рядом нейронов.

Усреднение активности нейронов по любому участку коры теряет информацию об индивидуальности волнового паттерна. По этой активности можно строить грубые предположения о том, что происходит с мозгом, но нельзя получить доступ к тонким информационным процессам. Что-то подобное можно наблюдать с компьютерами. По активности работы отдельных модулей и по анализу излучаемых компьютером частот можно судить о том, какого типа задачи он выполняет. Для некоторых программ можно даже наловчиться угадывать отдельные действия, но все это совсем не то по сравнению тем, какие возможности дает подключение к информационным шинам.

Добраться до непосредственной активности сразу многих нейронов сейчас позволяют методы вживления электродных массивов. В 2004-2005 годах был проделан первый эксперимент по имплантации такого датчика полностью парализованному пациенту. В результате удалось добиться более-менее адекватного управления рукой-протезом (Leigh R. Hochberg, Mijail D. Serruya, Gerhard M. Friehs, Jon A. Mukand, Maryam Saleh,Abraham H. Caplan, Almut Branner, David Chen, Richard D. Penn, John P. Donoghue, 2006) (рисунок ниже).

030314_1701_3

a) Матрица электродов на одноцентовой монете и вставляемый в череп разъем.  b) Массив из ста электродов. с) Расположение массива. d) Первый пациент с установленным интерфейсом (Leigh R. Hochberg, Mijail D. Serruya, Gerhard M. Friehs, Jon A. Mukand, Maryam Saleh,Abraham H. Caplan, Almut Branner, David Chen, Richard D. Penn, John P. Donoghue, 2006)

Массив электродов, использовавшийся в эксперименте, не отличался особой точностью подключения к коре. Только часть электродов фиксировала импульсы отдельных нейронов, остальные передавали суммарную активность нейронных групп. Но даже этого в эксперименте хватило для того, чтобы отфильтровать вполне полезную информацию.

Когда прогресс технологий позволит снять с малой области мозга активность хотя бы нескольких сотен нейронов, как мне видится, этого будет достаточно, чтобы создать искусственный волновой туннель, аналогичный тем туннелям, что соединяют между собой различные зоны коры. Анализ паттернов волновой активности позволит не просто отследить состояние нейронов-детекторов малого участка коры, он позволит увидеть проходящие через него информационные волны и, соответственно, составить представление обо всех понятиях, с которыми работает эта зона коры. Мне кажется, что десяток таких туннелей, отведенных из разных зон мозга, позволит передать на компьютер практически полную картину человеческой мысли. Это не будет фотографическая картина того, что мы видим, или звук того, что мы слышим, но это будет полноценное воспроизведением того, о чем мы думаем.

Если наша концепция верна, то волновые туннели могут и считывать информацию, и транслировать ее обратно. Для передачи информации от компьютера к человеку можно либо воспроизводить паттерны ранее считанных идентификаторов, либо генерировать уникальные собственные. В последнем случае мозг надо будет обучить сопоставлять создаваемые компьютером волны с теми понятиями, что уже известны человеку.

Если взять двух людей и подключить их к компьютеру, а затем осуществить с его помощью перекодировку паттернов, переводя узоры, характерные для одного, в узоры, соответствующие тем же понятиям у другого, то получится телепатический интерфейс, та самая корона профессора Казарина из Кира Булычева.

Возможности волнового интерфейса не ограничиваются телепатическим общением человека и компьютера или людей между собой. Если на компьютере воспроизвести кору мозга, то можно добиться, чтобы в процессе совместного существования она впитала в себя существенный объем памяти и индивидуальности человека. Возможно, для полновесного переноса личности понадобятся годы совместной жизни с подключенным компьютером, но потенциально это открывает возможность «переселения души». Если фантазировать дальше, то ничто не мешает подключить обученный компьютер к чистому биологическому мозгу и провести постепенный обратный перенос. Конечно, интересно порассуждать о том, что будет с самосознанием при таких путешествиях, но это тема отдельного разговора.

Заканчивая краткий экскурс в теорию переселения душ, отмечу, что если миграция человеческого разума на компьютер – это вопрос достаточно сложный, то вот научить говорить животных, при наличии волнового интерфейса – задача куда более простая. Компьютер может помочь компенсировать животным отсутствие зон Брока и Вернике, и смоделировать хотя бы на начальном уровне речевые функции.

источник —>>>

Добавить комментарий

Please log in using one of these methods to post your comment:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s