James Johnson toivoo voivansa ajaa autoa vielä jonain päivänä. Jos hän tekee, hän tekee sen käyttämällä vain ajatuksiaan.
Maaliskuussa 2017 Johnson mursi niskansa karting-onnettomuudessa, jolloin hän halvaantui lähes kokonaan hartioiden alle. Hän ymmärsi uuden todellisuutensa paremmin kuin useimmat. Hän oli vuosikymmeniä hoitanut halvaantuneita ihmisiä. "Siellä oli syvä masennus", hän sanoo. "Ajattelin, että kun tämä tapahtui minulle, minulla ei ollut mitään - mitään, mitä en voinut tehdä tai antaa."
Mutta sitten Johnsonin kuntoutustiimi esitteli hänet läheisen Kalifornian teknologiainstituutin (Caltech) tutkijoille Pasadenassa, jotka kutsuivat hänet mukaan kliiniseen tutkimukseen aivo-tietokonerajapinnasta (BCI). Tämä edellyttäisi ensin neurokirurgiaa kahden elektrodiruudukon istuttamiseksi hänen aivokuorensa. Nämä elektrodit tallentavat hermosoluja hänen aivoissaan niiden syttyessä, ja tutkijat käyttävät algoritmeja hänen ajatustensa ja aikomuksensa purkamiseen. Järjestelmä käyttäisi sitten Johnsonin aivotoimintaa tietokonesovellusten käyttämiseen tai proteesin siirtämiseen. Kaiken kaikkiaan se veisi vuosia ja vaatisi satoja intensiivisiä harjoituksia. "En todellakaan epäröinyt", Johnson sanoo.
Kun Johnson käytti ensimmäistä kertaa marraskuussa 2018 istutettua BCI:tä, hän siirsi kohdistinta tietokoneen näytön ympärille. "Se tuntui Matrixilta", hän sanoo. "Liityimme tietokoneeseen, ja katso, pystyin liikuttamaan kohdistinta vain ajattelemalla."
Johnson on sittemmin käyttänyt BCI:tä robottikäsivarren ohjaamiseen, Photoshop-ohjelmiston käyttämiseen, "shoot-'em-up" -videopelien pelaamiseen ja nyt simuloidun auton ajamiseen virtuaalisessa ympäristössä vaihtaen nopeutta, ohjaamaan ja reagoimaan vaaroja. "Olen aina hämmästynyt siitä, mitä voimme tehdä", hän sanoo, "ja se on aivan mahtavaa."
Johnson on yksi arviolta 35 ihmisestä, joille BCI on istutettu pitkään aivoihinsa. Vain noin tusina laboratoriota suorittaa tällaista tutkimusta, mutta määrä kasvaa. Ja viimeisen viiden vuoden aikana näiden laitteiden palauttamien taitojen valikoima on laajentunut valtavasti. Pelkästään viime vuonna tutkijat kuvailivat tutkimukseen osallistunutta, joka käytti robottikättä, joka voisi lähettää aistinvaraista palautetta suoraan hänen aivoihinsa1; puheproteesi sellaiselle henkilölle, joka ei pysty puhumaan aivohalvauksen vuoksi2; ja henkilö, joka pystyy kommunikoimaan ennätysnopeuksilla kuvittelemalla itsensä kirjoittavan käsin3.
Tähän mennessä suurin osa implanteista yksittäisten hermosolujen pitkäaikaista tallennusta varten on valmistanut yksi yritys: Blackrock Neurotech, lääketieteellisten laitteiden kehittäjä Salt Lake Cityssä, Utahissa. Mutta viimeisen seitsemän vuoden aikana kaupallinen kiinnostus BCI:itä kohtaan on kasvanut. Erityisesti vuonna 2016 yrittäjä Elon Musk käynnisti Neuralinkin San Franciscossa, Kaliforniassa, tavoitteenaan yhdistää ihmiset ja tietokoneet. Yhtiö on kerännyt 363 miljoonaa dollaria. Viime vuonna Blackrock Neurotech ja useat muut uudemmat BCI-yritykset saivat myös merkittävää taloudellista tukea.
BCI:n tuominen markkinoille edellyttää kuitenkin räätälöidyn teknologian muuntamista, joka on testattu vain harvoilla ihmisillä, tuotteeksi, jota voidaan valmistaa, istuttaa ja käyttää suuressa mittakaavassa. Laajoissa kokeissa on osoitettava, että BCI:t voivat toimia muissa kuin tutkimusympäristöissä ja todistetusti parantaa käyttäjien jokapäiväistä elämää – hinnoilla, joita markkinat voivat tukea. Aikajana tämän kaiken saavuttamiselle on epävarma, mutta kenttä on nousujohteinen. "Olemme etsineet tuhansia vuosia jotain tapaa parantaa halvaantuneita ihmisiä", sanoo Matt Angle, Paradromicsin, neuroteknologiayrityksen Austinissa, Texasissa, perustajajohtaja. "Nyt olemme itse asiassa parhaalla mahdollisella tavalla teknologiaa, jota voimme hyödyntää näissä asioissa."
Rajapinnan evoluutio
Kesäkuussa 2004 tutkijat painoivat elektrodiverkkoa puukotuksen halvaantuneen miehen motoriseen aivokuoreen. Hän oli ensimmäinen henkilö, joka sai pitkäaikaisen BCI-implanttien. Kuten useimmat ihmiset, jotka ovat saaneet BCI:t sen jälkeen, hänen kognitionsa oli ehjä. Hän saattoi kuvitella liikkuvansa, mutta hän oli menettänyt hermopolut motorisen aivokuoren ja lihasten välillä. Vuosikymmeniä työskenneltyään monissa apinoiden laboratorioissa tutkijat olivat oppineet purkamaan eläinten liikkeet motorisen aivokuoren toiminnan reaaliaikaisista tallennuksista. He toivoivat nyt päättelevänsä henkilön kuviteltuja liikkeitä aivojen toiminnasta samalla alueella.
Vuonna 2006 maamerkkipaperi4 kuvaili, kuinka mies oli oppinut siirtämään kohdistinta tietokoneen näytöllä, ohjaamaan televisiota ja käyttämään robottikäsiä ja -käsiä pelkän ajattelun avulla. Tutkimusta johti Leigh Hochberg, neurotieteilijä ja tehohoidon neurologi Brownin yliopistosta Providencessa, Rhode Islandissa ja Massachusetts General Hospitalissa Bostonissa. Se oli ensimmäinen BrainGate-nimisestä monikeskuskokeilusarjasta, joka jatkuu tänään.
"Se oli hyvin yksinkertainen, alkeellinen esittely", Hochberg sanoo. "Liikkeet olivat hitaita tai epätarkkoja - tai molempia. Mutta se osoitti, että saattaa olla mahdollista tallentaa jonkun liikkumattoman ihmisen aivokuoresta ja antaa kyseisen henkilön ohjata ulkoista laitetta."
Tämän päivän BCI-käyttäjillä on paljon tarkempi hallinta ja pääsy laajempiin taitoihin. Osittain tämä johtuu siitä, että tutkijat alkoivat istuttaa useita BCI:itä käyttäjän eri aivoalueille ja keksivät uusia tapoja tunnistaa hyödyllisiä signaaleja. Mutta Hochberg sanoo, että suurin sysäys on tullut koneoppimisesta, joka on parantanut kykyä purkaa hermotoimintaa. Sen sijaan, että yritetään ymmärtää, mitä toimintamallit tarkoittavat, koneoppiminen yksinkertaisesti tunnistaa ja yhdistää kuviot käyttäjän aikomukseen.
"Meillä on hermoinformaatiota; tiedämme, mitä hermodataa luova henkilö yrittää tehdä; ja pyydämme algoritmeja luomaan kartan näiden kahden välille", Hochberg sanoo. "Se osoittautuu erittäin tehokkaaksi tekniikaksi."
Motorinen riippumattomuus
Kysymykseen, mitä he haluavat avustavalta neuroteknologialta, halvaantuneet ihmiset vastaavat useimmiten "riippumattomuutta". Ihmisille, jotka eivät pysty liikuttamaan raajojaan, tämä tarkoittaa tyypillisesti liikkeen palauttamista.
Yksi tapa on implantoida elektrodeja, jotka stimuloivat suoraan henkilön omien raajojen lihaksia ja joiden BCI ohjaa niitä suoraan. "Jos pystyt tallentamaan alkuperäiset aivokuoren signaalit, jotka liittyvät käsien liikkeiden hallintaan, voit olennaisesti ohittaa selkäydinvamman ja siirtyä suoraan aivoista periferiaan", sanoo Bolu Ajiboye, neurotieteilijä Case Western Reserve -yliopistosta Clevelandissa, Ohiossa.
Vuonna 2017 Ajiboye ja hänen kollegansa kuvasivat osallistujaa, joka käytti tätä järjestelmää monimutkaisten käsivarsien liikkeiden suorittamiseen, mukaan lukien kahvin juominen ja itsensä ruokkiminen5. "Kun hän aloitti tutkimuksen", Ajiboye kertoo, "hänen piti miettiä kovasti kätensä liikkumista pisteestä A pisteeseen B. Mutta kun hän harjoitteli enemmän, hän saattoi vain ajatella kätensä liikuttamista ja se liikkuisi. ” Osallistuja sai myös takaisin käsivarren omistajuuden tunteen.
Mitenlukulaitteet, jotka voivat vapauttaa halvaantuneita lihaksia
Ajiboye laajentaa nyt komentosignaalien valikoimaa, joita hänen järjestelmänsä voi purkaa, kuten pitovoiman signaalit. Hän haluaa myös antaa BCI:n käyttäjille kosketuksen tunteen, johon useat laboratoriot pyrkivät.
Vuonna 2015 Pittsburghin yliopistossa Pennsylvaniassa työskentelevä neurotieteilijä Robert Gauntin johtama ryhmä raportoi elektrodiryhmän istuttamisesta ihmisen somatosensoriseen aivokuoreen, jossa käsitellään kosketustietoja6. Kun he käyttivät elektrodeja hermosolujen stimuloimiseen, henkilö tunsi jotain kosketuksen kaltaista.
Gaunt yhdisti voimansa pittsburghilaisen kollegansa Jennifer Collingerin kanssa, joka on neurotieteilijä, joka edisti BCI:n robottiaseiden hallintaa. Yhdessä he suunnittelivat robottikäsivarren, jonka sormenpäihin oli upotettu paineantureita, jotka syötettiin somatosensoriseen aivokuoreen istutettuihin elektrodeihin synnyttämään synteettisen kosketusaistin1. Se ei ollut täysin luonnollinen tunne – joskus se tuntui paineelta tai tönäiseltä, toisinaan se oli enemmän surinaa, Gaunt selittää. Kuitenkin tuntopalaute teki proteesista paljon luonnollisemman käytön, ja esineen poimimiseen kulunut aika puolittui, noin 20 sekunnista 10 sekuntiin.
Matriisien istuttaminen aivojen alueille, joilla on eri roolit, voi lisätä liikettä muilla tavoilla. Neurotieteilijä Richard Andersen – joka johtaa Caltechin tutkimusta, johon Johnson osallistuu – yrittää purkaa käyttäjien abstraktimpia tavoitteita napauttamalla posterior parietaalista aivokuorta (PPC), joka muodostaa aikomuksen tai suunnitelman liikkua7 . Toisin sanoen se saattaa koodata ajatuksen "Haluan juoman", kun taas motorinen aivokuori ohjaa käden kahviin ja tuo sitten kahvin suuhun.
Andersenin ryhmä tutkii, kuinka tämä kaksoissyöttö auttaa BCI-suorituskykyä ja käyttää kahta aivokuoren aluetta eri tavalla joko yksin tai yhdessä. Julkaisemattomat tulokset osoittavat, että Johnsonin aikomukset voidaan purkaa nopeammin PPC:ssä, "yhdenmukaisesti liikkeen tavoitteen koodauksen kanssa", sanoo Tyson Aflalo, vanhempi tutkija Andersenin laboratoriosta. Motorisen aivokuoren aktiivisuus sitä vastoin kestää koko liikkeen ajan, hän sanoo, "joten lentorata ei häiritse".
Tämä uudentyyppinen hermosyöte auttaa Johnsonia ja muita laajentamaan mahdollisuuksiaan. Johnson käyttää ajosimulaattoria, ja toinen osallistuja voi soittaa virtuaalista pianoa käyttämällä BCI:tä.
Muutos merkitykseen
"Yksi tuhoisimmista aivovammoihin liittyvistä seurauksista on kommunikointikyvyn menetys", sanoo neurokirurgi ja neurotieteilijä Edward Chang. Kalifornian yliopisto, San Francisco. Varhaisessa BCI-työssä osallistujat saattoivat siirtää kohdistinta tietokoneen näytöllä kuvittelemalla kätensä liikkuvan ja sitten kuvittelevansa tarttuvansa "napsauttaviin" kirjaimiin, mikä tarjosi tavan kommunikoida. Mutta viime aikoina Chang ja muut ovat edistyneet nopeasti kohdistamalla liikkeisiin, joita ihmiset luonnollisesti käyttävät ilmaisemaan itseään.
Osoittimen ohjauksella tapahtuvan viestinnän vertailuarvon – noin 40 merkkiä minuutissa8 – asetti vuonna 2017 Kalifornian Stanfordin yliopiston neurotieteilijän Krishna Shenoyn johtama tiimi.
Sitten viime vuonna tämä ryhmä raportoi3 lähestymistavasta, jonka avulla tutkimukseen osallistunut Dennis Degray, joka osaa puhua, mutta on halvaantunut kaulasta alaspäin, kaksinkertaisti vauhtia.
Shenoyn kollega Frank Willett ehdotti Degraylle, että tämä kuvittelee käsinkirjoituksen, kun he tallensivat hänen motorisesta aivokuorestaan (katso 'Ajatuksen muuttaminen tyypiksi'). Järjestelmän oli toisinaan vaikeuksia jäsentää signaaleja, jotka liittyvät samalla tavalla käsin kirjoitettuihin kirjaimiin, kuten r, n ja h, mutta yleensä se pystyi helposti erottamaan kirjaimet. Dekoodausalgoritmit olivat 95 % tarkkoja lähtötasolla, mutta kun ne korjattiin automaattisesti käyttämällä tilastollisia kielimalleja, jotka ovat samanlaisia kuin älypuhelimissa ennakoiva teksti, tämä hyppäsi 99 prosenttiin.
"Voit purkaa todella nopeita, erittäin hienoja liikkeitä", Shenoy sanoo, "ja pystyt tekemään sen 90 merkin nopeudella minuutissa."
Degraylla on ollut toimiva BCI aivoissaan lähes kuuden vuoden ajan, ja hän on veteraani Shenoyn ryhmän 18 tutkimuksessa. Hän sanoo, että on hämmästyttävää, kuinka vaivatonta tehtävät muuttuvat. Hän vertaa prosessia uimaan oppimiseen ja sanoo: "Aluksi rämiset paljon, mutta yhtäkkiä kaikki tulee ymmärrettäväksi."
Neurorajapinta muuttaa ajatukset tyypeiksi
Changin lähestymistapa viestinnän palauttamiseen keskittyy puhumiseen kirjoittamisen sijaan, vaikkakin samanlaisen periaatteen mukaisesti. Aivan kuten kirjoitus muodostuu erillisistä kirjaimista, puhe muodostuu erillisistä yksiköistä, joita kutsutaan foneemiksi tai yksittäisiksi ääniksi. Englannin kielessä on noin 50 foneemia, ja jokainen syntyy ääniradan, kielen ja huulten stereotyyppisestä liikkeestä.
Changin ryhmä työskenteli ensin sen aivojen osan karakterisoimiseksi, joka synnyttää foneemeja ja sitä kautta puhetta – huonosti määriteltyä aluetta, jota kutsutaan dorsaaliseksi kurkunpään aivokuoreksi. Sitten tutkijat käyttivät näitä oivalluksia luodakseen puheenkoodausjärjestelmän, joka näytti käyttäjän tarkoitetun puheen tekstinä näytöllä. Viime vuonna he raportoivat2, että tämän laitteen avulla henkilö, joka ei pystynyt puhumaan aivorungon aivohalvauksen vuoksi, pystyi kommunikoimaan käyttämällä ennalta valittua 50 sanan sanastoa ja nopeudella 15 sanaa minuutissa. "Tärkein asia, jonka olemme oppineet", Chang sanoo, "on se, että se ei ole enää teoreettista; on todella mahdollista purkaa kokonaisia sanoja."
Toisin kuin muut korkean profiilin BCI:n läpimurrot, Chang ei tallentanut yksittäisistä neuroneista. Sen sijaan hän käytti kortikaaliselle pinnalle asetettuja elektrodeja, jotka havaitsevat hermosolupopulaatioiden keskimääräisen aktiivisuuden. Signaalit eivät ole niin hienojakoisia kuin aivokuoreen istutettujen elektrodien signaalit, mutta lähestymistapa on vähemmän invasiivinen.
Syvimmät kommunikaatiohäiriöt tapahtuvat ihmisillä, jotka ovat täysin lukittuina ja pysyvät tajuissaan, mutta eivät pysty puhumaan tai liikkumaan. Maaliskuussa ryhmä, johon kuuluivat neurotieteilijä Ujwal Chaudhary ja muut Tübingenin yliopistosta Saksasta, raportoi9 aloittaneensa uudelleen kommunikoinnin miehen kanssa, jolla on amyotrofinen lateraaliskleroosi (ALS eli motorinen neuronitauti). Mies oli aiemmin luottanut silmien liikkeisiin kommunikoidakseen, mutta hän menetti vähitellen kykynsä liikuttaa silmiään.
Tutkijaryhmä sai miehen perheeltä suostumuksen BCI:n istuttamiseen ja yritti pyytää häntä kuvittelemaan liikkeitä käyttääkseen aivotoimintaansa kirjainten valitsemiseen näytöltä. Kun tämä epäonnistui, he yrittivät soittaa ääntä, joka matki miehen aivotoimintaa – korkeampi ääni enemmän aktiivisuutta varten, matalampi vähemmän – ja opetti häntä moduloimaan hermotoimintaansa korottaakseen äänenkorkeutta, jotta se ilmaisee "kyllä" ja alentaa. se 'ei'. Tämä järjestely antoi hänelle mahdollisuuden valita kirjeen joka minuutti.
Menetelmä eroaa vuonna 2017 julkaistusta artikkelista10, jossa Chaudhary ja muut käyttivät ei-invasiivista tekniikkaa aivotoiminnan lukemiseen. Teoksesta esitettiin kysymyksiä ja paperi vedettiin takaisin, mutta Chaudhary pysyy sen puolella.
Nämä tapaustutkimukset viittaavat siihen, että ala kehittyy nopeasti, sanoo Amy Orsborn, joka tutkii kädellisten BCI:itä Washingtonin yliopistossa Seattlessa. "Sekä kliinisten tutkimusten määrä että niiden tekemät harppaukset kliinisessä tilassa ovat lisääntyneet huomattavasti", hän sanoo. "Se, mikä tuo mukanaan, on teollinen etu".
Labista markkinoille
Vaikka tällaiset saavutukset ovat herättäneet paljon huomiota tiedotusvälineiden ja sijoittajien keskuudessa, ala on vielä kaukana päivittäisen elämän parantamisesta. ihmiset, jotka ovat menettäneet kykynsä liikkua tai puhua. Tällä hetkellä tutkimukseen osallistujat käyttävät BCI:itä lyhyissä, intensiivisissä istunnoissa; Lähes kaikki on kytkettävä fyysisesti tietokonepankkiin, ja niitä valvoo tiedemiestiimi, joka työskentelee jatkuvasti hioakseen ja kalibroidakseen uudelleen dekooderit ja niihin liittyvät ohjelmistot. "Haluan", Hochberg sanoo tehohoidon neurologina, "on laitteen, joka on saatavilla, joka voidaan määrätä, joka on "hyllystä" ja jota voidaan käyttää nopeasti. Lisäksi tällaiset laitteet kestäisivät ihanteellisesti käyttäjiä koko eliniän.
Kuinka vallankumouksellinen tekniikka sai selkäydinvamman saaneet ihmiset takaisin jaloilleen
Monet johtavat tutkijat tekevät nyt yhteistyötä yritysten kanssa markkinoitavien laitteiden kehittämiseksi. Chaudhary sitä vastoin on perustanut voittoa tavoittelemattoman yrityksen, ALS Voicen, Tübingenissä, kehittääkseen neuroteknologiaa täysin lukittuihin ihmisiin.
Puheenjohtaja Florian Solzbacherin mukaan Blackrock Neurotechin nykyiset laitteet ovat olleet kliinisen tutkimuksen tukipilari 18 vuoden ajan, ja se haluaa tuoda BCI-järjestelmän markkinoille vuoden sisällä. Yritys astui askeleen lähemmäksi viime marraskuussa, kun lääkinnällisiä laitteita säätelevä Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) asetti yhtiön tuotteet nopeutettuun arviointiprosessiin helpottaakseen niiden kaupallista kehitystä.
Tämä mahdollinen ensimmäinen tuote käyttäisi neljää istutettua ryhmää ja yhdistettäisiin johtojen kautta pienoislaitteeseen, jonka Solzbacher toivoo osoittavan, kuinka ihmisten elämää voidaan parantaa. "Emme puhu 5, 10 tai 30 prosentin tehon parantumisesta", hän sanoo. "Ihmiset voivat tehdä jotain, mitä he eivät vain pystyneet ennen."
Blackrock Neurotech kehittää myös täysin implantoitavaa langatonta BCI:tä, jonka tarkoitus on olla helpompi käyttää ja poistaa portin tarpeen käyttäjän kallossa. Neuralink ja Paradromics ovat pyrkineet saamaan nämä ominaisuudet alusta alkaen kehittämiensä laitteisiin.
Nämä kaksi yritystä pyrkivät myös lisäämään signaalin kaistanleveyttä, mikä parantaa laitteen suorituskykyä lisäämällä tallennettujen hermosolujen määrää. Paradromicsin käyttöliittymässä – jota testataan parhaillaan lampailla – on 1 600 kanavaa, jotka on jaettu 4 moduuliin.
Neuralinkin järjestelmä käyttää erittäin hienoja, joustavia elektrodeja, joita kutsutaan kierteiksi ja jotka on suunniteltu sekä taipumaan aivojen kanssa että vähentämään immuunireaktioita, sanoo Shenoy, joka on yrityksen konsultti ja neuvonantaja. Tavoitteena on tehdä laitteesta kestävämpi ja tallennuksista vakaampi. Neuralink ei ole julkaissut vertaisarvioituja papereita, mutta vuoden 2021 blogikirjoituksessa kerrottiin onnistuneesta lankojen istuttamisesta apinan aivoihin tallentamista varten 1 024 paikassa (katso go.nature.com/3jt71yq). Akateemikot haluaisivat, että teknologia julkaistaan täydellistä tarkastelua varten, ja Neuralink on toistaiseksi kokeillut järjestelmäänsä vain eläimillä. Mutta Ajiboye sanoo: "Jos se, mitä he väittävät, on totta, se muuttaa pelin".
Ainoastaan yksi yritys Blackrock Neurotechin lisäksi on implantoinut BCI:n pitkällä aikavälillä ihmisiin – ja se saattaa osoittautua helpommaksi myydä kuin muut ryhmät. Synchron New Yorkissa on kehittänyt "stentrodin" – 16 elektrodin sarjan, joka on muotoiltu verisuonistentin ympärille11. Tämä laite asennetaan päivässä avohoitoon, ja se pujotetaan kaulalaskimon läpi motorisen aivokuoren päällä olevaan laskimoon. Ensimmäisen kerran ALS-potilaaseen istutettu teknologia elokuussa 2019, FDA asetti teknologian nopean tarkastelun tielle vuotta myöhemmin.
Changin käyttämien elektrodien tapaan stentrodista puuttuu muiden implanttien resoluutio, joten sitä ei voida käyttää monimutkaisten proteesien ohjaamiseen. Mutta sen avulla ihmiset, jotka eivät voi liikkua tai puhua, voivat ohjata osoitinta tietokoneen tabletilla ja siten lähettää tekstiviestejä, surffailla Internetissä ja ohjata yhdistettyjä tekniikoita.
Synchronin toinen perustaja, neurologi Thomas Oxley, sanoo, että yritys lähettää nyt neljän hengen toteutettavuuskokeilun tulokset julkaistavaksi, jossa osallistujat käyttivät langatonta laitetta kotona aina, kun he valitsivat. "Kehosta ei työnty ulos mitään. Ja se toimii aina”, Oxley sanoo. Seuraava askel ennen FDA-hyväksynnän hakemista on hänen mukaansa laajempi kokeilu, jolla arvioidaan, parantaako laite merkittävästi toimivuutta ja elämänlaatua.
Edessä olevat haasteet
Useimmat BCI:n parissa työskentelevät tutkijat suhtautuvat realistisesti edessä oleviin haasteisiin. "Jos otat askeleen taaksepäin, se on todella monimutkaisempi kuin mikään muu koskaan rakennettu neurologinen laite", Shenoy sanoo. "Tulee todennäköisesti kovia kasvuvuosia, jotta teknologiaa kypsytetään entisestään."
Aivojen ja tietokoneen välisten rajapintojen etiikka
Orsborn korostaa, että kaupallisten laitteiden on toimittava ilman asiantuntevaa valvontaa kuukausia tai vuosia – ja että niiden on toimittava yhtä hyvin jokaisessa käyttäjässä. Hän odottaa, että koneoppimisen edistyminen ratkaisee ensimmäisen ongelman tarjoamalla uudelleenkalibrointivaiheita käyttäjille. Mutta tasaisen suorituskyvyn saavuttaminen käyttäjien kesken voi olla suurempi haaste.
"En usko, että emme tiedä, mikä ongelman laajuus on henkilökohtainen vaihtelu", Orsborn sanoo. Kädellisillä pienetkin vaihtelut elektrodien sijoittelussa voivat vaikuttaa siihen, mihin piireihin napautetaan. Hän epäilee, että on myös tärkeitä omituisuuksia siinä, miten eri yksilöt ajattelevat ja oppivat - ja tavoissa, joilla käyttäjien aivot ovat vaikuttaneet heidän erilaisiin olosuhteisiinsa.
Lopuksi on laajalti tunnustettu, että eettisen valvonnan on pysyttävä tämän nopeasti kehittyvän teknologian tahdissa. BCI:t aiheuttavat useita huolenaiheita yksityisyydestä henkilökohtaiseen itsenäisyyteen. Etiikka korostaa, että käyttäjien on säilytettävä täysi hallinta laitteiden lähdöistä. Ja vaikka nykyiset teknologiat eivät pysty purkamaan ihmisten yksityisiä ajatuksia, kehittäjillä on kirjaa käyttäjien jokaisesta viestinnästä ja tärkeitä tietoja heidän aivojensa terveydestä. Lisäksi BCI:t muodostavat uudenlaisen kyberturvallisuusriskin.
Osallistujat ovat myös vaarassa, että heidän laitteitaan ei tueta ikuisesti tai että niitä valmistavat yritykset taittavat niitä. On jo tapauksia, joissa käyttäjät pettyivät, kun heidän istutettuja laitteitaan ei tueta.
Degray on kuitenkin innokas näkemään BCI:n tavoittavan enemmän ihmisiä. Hän haluaa eniten avustavasta tekniikasta, että hän voi raapia kulmakarvojaan, hän sanoo. "Kaikki katsovat minua tuolissa ja he sanovat aina: "Voi, se köyhä kaveri, hän ei voi enää pelata golfia." Se on huono. Mutta todellinen kauhu on keskellä yötä, kun hämähäkki kävelee kasvoillasi. Se on huono asia."
Johnsonille kyse on inhimillisistä yhteyksistä ja kosketeltavasta palautteesta. halaus rakkaalta. "Jos voimme kartoittaa siitä vastuussa olevat neuronit ja jollakin tavalla suodattaa sen proteettiksi jonain päivänä tulevaisuudessa, tunnen oloni hyvin tyytyväiseksi ponnisteluihini näissä tutkimuksissa."
