Was sind einige Brain-Computer-Schnittstellen (BCI)?

Brain-Computer-Schnittstellen (BCIS) mit einer längeren Geschichte in Science-Fiction (seit den 1950er Jahren) und in Forschungs- und Tiermodellen (seit den 1970er Jahren) als praktische Implantate für Menschen (1990er Jahre). Eine Hirn-Computer-Schnittstelle verbindet ein menschliches Gehirn direkt mit einem Computer, wo neuronale Signale interpretiert und zur Ausführung von Aufgaben wie der Manipulation einer Maus verwendet werden. Auf diese Weise kann ein gelähmter Patient im Internet surfen oder sogar einen Prothesearm mit seinem Geist bewegen.

Gesunde Menschen können sogar nicht-invasive Hirn-Computer-Schnittstellen als eine andere Art von Computereingabegerät wie eine Maus oder Tastatur verwenden, obwohl diese Technologie noch nicht kommerzialisiert wurde. Brain-Computer-Schnittstellen können auch Informationen wieder in das Gehirn senden, beispielsweise mit Elektroden, um den visuellen Kortex zu stimulieren, um eine Szene einer externen Videokamera zu „sehen“, die es blinden Patienten ermöglicht, wieder Sicht zu besitzen, wenn auch alles andere als perfekt.das Gehirn und in einen Computer. Diese sind in invasive BCIs unterteilt, wobei Elektroden in die graue Materie des Gehirns implantiert werden. teilweise invasive BCIs, im Schädel implantiert, aber nur auf der Oberseite des Gehirns ruhen; und nicht-invasive BCIs, die Kunststoffgeräte umfassen, die wie eine Duschkappe über den Kopf rutschen. Im Allgemeinen, desto invasiver ist das BCI, je mehr Narbengewebe, mögliche Komplikationen und Kosten, aber die stärkere Auflösung von Eingang und Ausgabe.

Beginnend mit Implantaten bei Ratten in den frühen 90ern wurden Hirnimplantate entwickelt, die die Kontrolle externer Manipulatoren oder Cursoren ermöglichten. Affen nahmen als nächstes die Implantate auf, und die Art ist weiterhin das Ziel der anspruchsvollsten BCI -Forschung heute. Der große Meilenstein für den Menschen kam 1998, als ein Patient namens Johnny Ray, der aufgrund eines Schlaganfalls, der seinen Gehirnstamm betrifftVen Ein Implantat und nach mehreren Wochen des Trainings konnte es verwenden, um einen Cursor zu manipulieren und Wörter auszuschreiben. Dies war eine transformative Erfahrung für den Patienten: Ohne das Implantat würde er nicht in der Lage sein, die Außenwelt zu kontaktieren, nur bis zum Tod leise zu beobachten und nachzudenken. Die BCI eröffnete einen Kommunikationskanal und verbesserte unermesslich die Lebensqualität des Patienten.

Im Jahr 2002 war Jens Naumann, ein Mann, der im Erwachsenenalter blind wurde, als erste von 16 Patienten, um ein Seh Implantat von William Dobelle, einem Pionier auf dem Gebiet, zu empfangen. Zu diesem Zeitpunkt ermöglichte die Miniaturisierung von Computern und Qualitätskameras, das Implantat zu installieren, ohne einen Anschluss an einen großen Mainframe zu erzielen, was für frühere Versuche in dieser Richtung erforderlich war. Das Implantat bot nur eine schwarz-weiße Sicht mit einer relativ langsamen Rahmenrate, aber es war ausreichend, dass der Patient ein Auto langsam um den Parkplatz des Forschungsinstituts fährt. Daswar die erste echte Kommerzialisierung von Hirn-Computer-Schnittstellen.

2005 war der tetraplegische Matt Nagle die erste Person, die einen Prothesearm unter Verwendung eines Gehirnimplantats kontrollierte, das von der Firma Cyberkinetics Neurotechnology unter dem Produktnamen Braingate entwickelt wurde. Die Cyberkinetics -Neurotechnologie versucht immer noch, das erste Unternehmen zu sein, das BCIS in großer Weise in die Öffentlichkeit bringt.