Co jsou některá rozhraní mozku a počítače (BCI)?

Rozhraní mozek-počítač (BCI) s delší historií ve sci-fi (od 50. let) a ve výzkumných a zvířecích modelech (od 70. let) než praktické implantáty pro člověka (90. léta). Rozhraní mozek-počítač spojuje lidský mozek přímo s počítačem, kde jsou neurální signály interpretovány a používány k provádění úkolů, jako je manipulace s myší. Tímto způsobem může ochrnutý pacient surfovat po webu nebo dokonce pohybovat protetickou paží samotnou myslí.

Zdraví lidé mohou dokonce použít neinvazivní rozhraní mozek-počítač jako další typ vstupního zařízení počítače, jako je myš nebo klávesnice, ačkoli tato technologie musí být ještě komercializována. Rozhraní mozek-počítač mohou také posílat informace zpět do mozku, například pomocí elektrod, které stimulují vizuální kůru, aby „viděla“ scénu pořízenou externí videokamerou, což nevidomým pacientům umožní znovu vidět zrak, i když zdaleka dokonale.

Několik technologií bylo úspěšně použito k získání základních signálů z mozku do počítače. Ty jsou rozděleny na invazivní BCI, kde jsou elektrody implantovány do šedé hmoty mozku; částečně invazivní BCI, implantované do lebky, ale pouze spočívající na horní části mozku; a neinvazivní BCI, zahrnující plastová zařízení, která sklouznou přes hlavu jako sprchový uzávěr. Obecně platí, že čím invazivnější je BCI, tím více jizvové tkáně, možné komplikace a náklady, ale větší rozlišení vstupů a výstupů.

Počínaje implantáty u potkanů ​​na počátku 90. let byly vyvinuty mozkové implantáty, které umožňovaly kontrolu externích manipulátorů nebo kurzoru. Opice byly vedle implantátů a druh je nadále terčem nejdokonalejšího výzkumu BCI dnes. Velký mezník pro člověka přišel v roce 1998, kdy pacient jménem Johnny Ray, který trpěl „uzamčeným syndromem“ v důsledku mrtvice postihující mozkový kmen, dostal implantát a po několika týdnech tréninku jej mohl použít k manipulaci kurzor a hláskování slov. Pro pacienta to byla transformační zkušenost: bez implantátu by zůstal zcela neschopný kontaktovat vnější svět, jen tiše pozoroval a odrážel až do smrti. BCI otevřel komunikační kanál a nesmírně zlepšil kvalitu života pacienta.

V roce 2002 se Jens Naumann, muž, který v dospělosti oslepl, stal prvním ze 16 platících pacientů, kteří obdrželi implantát zraku od Williama Dobelle, průkopníka v oboru. Do této doby miniaturizace počítačů a kvalitních kamer umožnila instalaci implantátu bez nutnosti připojení k velkému sálovému počítači, jak bylo vyžadováno pro předchozí pokusy v tomto směru. Implantát nabízel pouze černobílé vidění při relativně nízké obnovovací frekvenci, ale stačilo, aby pacient mohl pomalu řídit auto kolem parkoviště výzkumného ústavu. Toto byla první skutečná komercializace rozhraní mozek-počítač.

V roce 2005 se tetraplegický Matt Nagle stal první osobou, která ovládala protetickou ruku pomocí mozkového implantátu, vyvinutou společností Cyberkinetics Neurotechnology pod názvem BrainGate. Cyberkinetics Neurotechnology se stále snaží být první společností, která přináší BCI pro veřejnost velkým způsobem.