Maj mam, ntau yam tshiab los hauv peb lub neej. Txoj kev loj hlob ntawm thev naus laus zis tsis nyob twj ywm, thiab tag kis nws yuav ua tau dab tsi nag hmo peb tsis twv ua npau suav txog. Lub neurocomputer interface (NCI) ua rau kev sib txuas ntawm tib neeg lub hlwb thiab thev naus laus zis, lawv cov kev sib cuam tshuam ib nrab.
NCI yog dab tsi?
NCI yog qhov kev sib pauv ntaub ntawv ntawm tib neeg lub hlwb thiab cov khoom siv hluav taws xob. Kev sib pauv tuaj yeem yog ob txoj hauv kev, thaum hluav taws xob impulses los ntawm lub cuab yeej mus rau lub hlwb thiab rov ua dua, lossis ib txoj kev, thaum tsuas yog ib qho khoom tau txais cov ntaub ntawv. Hauv cov ntsiab lus yooj yim, NCI yog qhov hu ua "kev tswj hwm lub zog ntawm kev xav." Qhov kev tshawb pom tseem ceeb heev, uas twb tau siv dav hauv ntau qhov chaw ntawm lub neej.
NCI ua haujlwm li cas?
Cov neurons ntawm lub hlwb xa cov ntaub ntawv rau ib leeg siv hluav taws xob impulses. Qhov no yog ib tug heev complex thiab intricate network uas cov kws tshawb fawb tseem tsis tau tag nrho tsom xam. Tab sis nrog kev pab los ntawm NCI, nws tau dhau los ua ib feem ntawm cov ntaub ntawv ntawm lub hlwb impulses thiab hloov mus rau cov khoom siv hluav taws xob. Lawv, nyob rau hauv lem, muaj peev xwm hloovimpulses rau kev nqis tes ua.
History of Study NCI
Nws yog ib qho tseem ceeb uas cov hauj lwm ntawm Lavxias teb sab kws tshawb fawb IP Pavlov ntawm conditioned reflexes los ua lub hauv paus rau txoj kev loj hlob ntawm NC interface. Kuj tseem muaj lub luag haujlwm tseem ceeb hauv kev kawm ntawm NCI tau ua los ntawm nws tus kheej ua haujlwm ntawm kev tswj hwm lub luag haujlwm ntawm lub hlwb cortex. IP Pavlov txoj kev tshawb fawb tau tshwm sim thaum pib ntawm lub xyoo pua nees nkaum ntawm lub koom haum ntawm Kev Tshawb Fawb Tshuaj hauv St. Tom qab ntawd, Pavlov cov tswv yim nyob rau hauv kev coj ntawm NC interface tau tsim los ntawm Soviet physiologist PK Anokhin thiab Soviet thiab Lavxias teb sab neurophysiologist NP Bekhtereva. Kev tshawb fawb NCI thoob ntiaj teb tau pib tsuas yog xyoo 1970s hauv Tebchaws Meskas. Kev sim tau ua rau liab, nas thiab lwm yam tsiaj. Hauv chav kawm ntawm kev tshawb fawb, cov kws tshawb fawb ua haujlwm nrog kev sim liab pom tias qee qhov chaw ntawm lub hlwb yog lub luag haujlwm rau kev txav ntawm lawv cov ceg. Txij li qhov kev tshawb pom no, txoj hmoo tom ntej ntawm NCI tau raug kaw.
Electroencephalography (EEG)
Electroencephalography yog ib txoj hauv kev nyeem cov hluav taws xob ntawm lub hlwb los ntawm kev tsis cuam tshuam cov electrodes rau tib neeg lub taub hau. Ib txoj kev uas tsis yog-invasive yog ib txoj hauv kev uas cov electrodes txuas mus rau lub taub hau ntawm ib tug neeg lossis tsiaj, tsis muaj kev nkag ncaj qha rau hauv lub paj hlwb cortex. Txoj kev EEG tau tshwm sim ntev dhau los thiab ua rau muaj txiaj ntsig zoo rau kev txhim kho lub hlwb-lub computer interface. Txoj kev EEG tseem siv niaj hnub no vim nws pheej yig thiab siv tau.
Stages of NCI
Cov ntaub ntawv los ntawm tib neeg lub hlwb raug ua tiavkhoom siv hluav taws xob hauv plaub kauj ruam:
- Receive signal.
- kev kho mob ua ntej.
- Kev txhais lus thiab faib cov ntaub ntawv.
- Data output.
First stage
Nyob rau hauv thawj theem, electrodes yog muab tso ncaj qha rau hauv lub paj hlwb cortex (txoj kev invasive) los yog txuas rau saum npoo ntawm lub taub hau (txoj kev tsis-invasive). Cov txheej txheem ntawm kev nyeem cov ntaub ntawv los ntawm hlwb hlwb pib. Cov electrodes sau cov ntaub ntawv los ntawm ib tus neeg lub cev ntawm neurons lub luag haujlwm rau ntau yam kev ua.
kev kho mob ua ntej
Ntawm theem thib ob ntawm lub hlwb-lub computer interface, cov cim tau txais tau ua ntej ua tiav. Cov cuab yeej rho tawm cov yam ntxwv ntawm cov teeb liab los ua kom yooj yim cov ntaub ntawv sib xyaw ua ke, tshem tawm cov ntaub ntawv tsis tsim nyog thiab suab nrov uas cuam tshuam nrog lub hlwb pom tseeb.
Third stage
Ntawm theem peb ntawm NDT interface, cov ntaub ntawv raug txhais los ntawm hluav taws xob impulses rau hauv cov lej digital. Nws qhia txog ib qho kev nqis tes ua, lub teeb liab uas lub hlwb muab. Cov lej tshwm sim tom qab ntawd muab faib.
Data output
Cov ntaub ntawv tso tawm tshwm sim ntawm theem plaub. Cov ntaub ntawv digitized yog tso tawm mus rau ib lub cuab yeej txuas nrog lub hlwb, uas ua rau lub hlwb muab lus txib.
Neuroprosthetics
Ib qhov chaw tseem ceeb ntawm kev siv lub hlwb cuam tshuam yog tshuaj. Neural prostheses yog tsim los txhim kho kev sib txuas ntawm tib neeg lub hlwb thiab kev ua haujlwm ntawm nws cov kabmob, hloov cov kabmob uas raug mob los yog raug mob, nrog rau kev rov qab los ntawm kev ua haujlwm ntawm lub cev noj qab haus huv. NCI tuaj yeem ua tau zoo tshwj xeeb rau cov neeg uas tuag tes tuag taw lossis poob ntawm ceg. Hauv kev siv cov neural prostheses, lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev ua haujlwm ntawm lub hlwb-lub computer interface yog siv. Txhawm rau muab nws yooj yim heev, ib tus neeg tau haum nrog cov caj npab lossis ob txhais ceg, los ntawm cov khoom siv hluav taws xob ua rau thaj tsam ntawm lub hlwb lub luag haujlwm rau kev txav ntawm cov ceg no. Neuroprosthetics tau dhau ntau qhov kev ntsuam xyuas, tab sis qhov nyuaj ntawm nws qhov kev siv loj nyob hauv qhov tseeb tias NCI tsis tuaj yeem nyeem tag nrho lub hlwb cov cim, thiab kev tswj cov khoom siv hauv lub neej txhua hnub sab nraum lub chaw kuaj mob yog qhov nyuaj. Ob peb xyoos dhau los, Russia xav tsim kev tsim cov neuroprostheses, tab sis txog tam sim no qhov no tsis tau ua tiav.
Haring prostheses
Yog tias cov ceg pob qij txha tseem tsis tau tshwm sim nyob rau hauv kev lag luam loj, tom qab ntawd cov khoom cog cog (ib qho prosthesis uas pab kho pob ntseg) tau siv ntev. Yuav kom tau txais nws, tus neeg mob yuav tsum muaj qhov hais tawm ntawm qhov tsis hnov lus tsis hnov lus (uas yog, qhov hnov lus tsis zoo uas lub peev xwm ntawm lub pob ntseg tau txais thiab txheeb xyuas lub suab tsis zoo). Kev kho qhov hnov lus nrog lub cochlear implant yog siv thaum cov khoom siv hnov lus zoo tsis muab cov txiaj ntsig xav tau. Kev cog qoob loo yog cog rau hauv pob ntseg apparatus thiab qhov chaw nyob ib sab ntawm lub taub hau raws li kev ua haujlwm ntawm kev phais. Ib yam li lwm lub paj hlwb-tshuab interface, cochlear cog yuav tsum haum tus neeg hnav tag nrho. Yuav kom kawm paub siv nws li cas thiab pib pom qhov cog raws li lub pob ntseg tshiab, tus neeg mob yuav tsum tau mus rau kev kho mob ntev ntev.
Future of NCI
Tsis ntev los no, koj tuaj yeem hnov thiab nyeem txog kev txawj ntse nyob txhua qhov chaw. Qhov no txhais tau hais tias kev npau suav ntawm ntau tus neeg tau los txog - tsis ntev peb lub hlwb yuav nkag mus rau hauv kev sib koom tes nrog kev siv tshuab. Undoubtedly, qhov no yuav yog ib tug tshiab era nyob rau hauv kev loj hlob ntawm noob neej. Qib tshiab ntawm kev paub thiab cov cib fim. Ua tsaug rau lub hlwb-lub computer interface, ntau qhov kev tshawb pom tshiab thiab tseem ceeb yuav tshwm sim hauv ntau qhov chaw ntawm kev tshawb fawb. Ntxiv nrog rau kev siv rau kev kho mob, NCI tuaj yeem txuas tus neeg siv mus rau cov khoom siv virtual. Xws li virtual computer nas, keyboard, cim hauv virtual reality games, thiab lwm yam.
Kev tswj tsis tau txhais tes
Lub luag haujlwm tseem ceeb ntawm lub tshuab computer yog nrhiav kom muaj peev xwm tswj cov cuab yeej yam tsis muaj kev pab ntawm cov leeg. Kev tshawb pom hauv cheeb tsam no yuav ua rau cov neeg tuag tes tuag taw ntau dua hauv kev txav mus los, tsav tsheb thiab khoom siv. Twb tau tam sim no NCI seamlessly combines tib neeg lub hlwb thiab lub computer txawj ntse txawj ntse. Qhov no ua tau ua tsaug rau kev kawm tob txog cov ntsiab cai ntawm tib neeg lub hlwb. Nws yog nyob ntawm lawv lub hauv paus uas cov kev pab cuam tau muab tso ua ke uas NCI thiab kev txawj ntse ua haujlwm.
NTI in robotics
Vim cov kws tshawb fawb pom tias qee thaj chaw ntawm lub hlwb yog lub luag haujlwm rau cov leeg nqaij, lawv tam sim ntawd muaj lub tswv yim tias tib neeg lub hlwb tuaj yeem tswj tsis tau nws lub cev xwb, tab sis kuj tswj lub tshuab humanoid. Ntau lub tshuab robotic sib txawv tau tsim tam sim no. Xws li humanoids. Roboticists siv zog hauv lawv cov haujlwm humanoidxyaum coj tus cwj pwm tiag tiag. Tab sis txog tam sim no, programming thiab txawj ntse txawj ntse tiv nrog txoj haujlwm no me ntsis phem dua NCI. Siv NC interface, koj tuaj yeem tswj cov ceg tawv nqaij ntawm qhov deb. Piv txwv li, nyob rau hauv qhov chaw uas tib neeg nkag tsis tau. Los yog hauv cov haujlwm uas xav tau cov hniav nyiaj hniav kub precision.
NCI for paralysis
Undoubtedly, qhov xav tau tshaj plaws yog lub hlwb-lub computer interface hauv tshuaj. Tswj cov caj npab, ceg, tswj lub rooj zaum log nrog koj lub siab, tswj cov ntaub ntawv hauv smartphones, khoos phis tawj yam tsis muaj tes, thiab lwm yam. Yog tias cov kev tsim kho tshiab no dhau los ua txhua yam, cov txheej txheem ntawm kev ua neej nyob ntawm cov neeg uas tam sim no txwv lawv lub peev xwm txav mus los yuav txhim kho. Lub hlwb yuav xa cov lus txib tam sim rau cov khoom siv, hla lub cev, uas yuav pab tau tus neeg muaj kev tsis taus kom hloov mus rau ib puag ncig zoo. Tab sis thaum sim neuroprosthetics, cov kws tshaj lij ntsib qee qhov teeb meem uas lawv tsis tuaj yeem nrhiav kev daws teeb meem rau hnub no.
Pros and cons of the brain-computer interface
Txawm tias muaj ntau qhov zoo rau kev siv NC interface, kuj tseem muaj qhov tsis zoo hauv nws txoj kev siv. Qhov kom zoo dua ntawm kev txhim kho NCI hauv cov tshuaj yog qhov tseeb tias tib neeg lub hlwb (tshwj xeeb tshaj yog nws cov cortex) yoog tau zoo rau cov kev hloov pauv, vim tias qhov ua tau ntawm NCI interface yuav luag tsis muaj kev txwv. Cov lus nug tsuas yog tom qab kev txhim kho thiab kev tshawb pom ntawm cov thev naus laus zis tshiab. Tab sis muaj qee qhov teeb meem ntawm no.
Kev tsis sib haum ntawm cov ntaub so ntswg lub cev nrog cov khoom siv
Ua ntej, yog tias koj nkag musimplants nyob rau hauv ib txoj kev invasive (sab hauv cov ntaub so ntswg), nws yog ib qho nyuaj heev kom ua tiav lawv tag nrho compatibility nrog tus neeg mob cov ntaub so ntswg. Cov ntaub ntawv thiab fibers uas yuav tsum tau cog rau hauv cov ntaub so ntswg tsuas yog tsim.
txheej txheem tsis zoo piv rau lub hlwb
Thib ob, electrodes tseem yooj yim dua li lub hlwb neurons. Lawv tseem tsis tau muaj peev xwm xa thiab tau txais tag nrho cov ntaub ntawv uas cov paj hlwb ntawm lub hlwb tuaj yeem ua tau yooj yim. Yog li ntawd, kev txav ntawm cov ceg tawv ntawm tus neeg noj qab haus huv tau nrawm dua thiab muaj tseeb dua li kev txav ntawm cov neuroprostheses, thiab lub pob ntseg noj qab haus huv pom tau tias lub suab zoo dua thiab raug dua li pob ntseg nrog kev cog qoob loo. Yog tias peb lub hlwb paub cov ntaub ntawv dab tsi los lim tawm thiab xav txog dab tsi yog qhov tseem ceeb, tom qab ntawd hauv cov khoom siv nrog kev txawj ntse qhov no yog ua los ntawm tib neeg sau algorithms. Txog thaum lawv tuaj yeem rov ua cov txheej txheem nyuaj ntawm tib neeg lub hlwb.
Ntau qhov sib txawv los tswj
Qee lub koom haum tshawb fawb tau npaj nyob rau yav tom ntej los tsim tsis yog ib qho kev sib cais neuroprosthesis ntawm ceg lossis caj npab, tab sis tag nrho cov exoskeleton rau cov neeg mob hlwb. Nrog rau daim ntawv no ntawm prosthesis, lub exoskeleton yuav tsum tau txais cov ntaub ntawv tsis yog los ntawm lub hlwb, tab sis kuj los ntawm tus txha caj qaum. Nrog xws li ib tug ntaus ntawv, kev cob cog rua rau tag nrho cov tseem ceeb paj endings ntawm lub cev, ib tug neeg yuav hu ua ib tug tiag tiag cyborg. Hnav ib qho exoskeleton yuav ua rau tus neeg tuag tes tuag taw kom rov muaj peev xwm txav mus los. Tab sis qhov teeb meem yog tias kev siv lub zog tsis yog txhua yam uas yuav tsum tau ua los ntawm NCI. Exoskeletontseem yuav tsum coj mus rau hauv tus account tshuav nyiaj li cas, kev sib koom tes ntawm kev txav, kev taw qhia hauv qhov chaw. Thaum txoj hauj lwm ntawm ib txhij ua raws tag nrho cov lus txib no nyuaj.
Nkauj ntshai tus tshiab
Txoj kev tsis cuam tshuam ntawm kev cog ntoo yog siv tau rau hauv kev sim, tab sis nyob rau hauv lub neej zoo tib yam txoj kev no tsis zoo li ua tau raws li qhov kev cia siab tso rau ntawm nws. Kev sib cuag nrog xws li kev sib txuas tsis muaj zog, nws yog siv los nyeem cov cim. Yog li ntawd, hauv cov tshuaj thiab hauv neuroprosthetics, raws li txoj cai, lawv siv txoj kev phais ntawm kev qhia cov electrodes rau hauv lub cev. Tab sis ob peb tus neeg yuav pom zoo muab lawv lub cev thiab cov txheej txheem tsis paub. Tau hnov txog cov terminators thiab cyborgs los ntawm Hollywood cov yeeb yaj kiab, tib neeg ntshai ntawm kev vam meej thiab kev tsim kho tshiab, tshwj xeeb tshaj yog thaum lawv txhawj txog tus neeg ncaj qha.
