Üdvözöljük a kiborg korszakban: Az agyimplantátumok idén megváltoztatták az életüket

Ebben az évben az agyimplantátumok hihetetlen keveréke született, amely képes rögzíteni, dekódolni és megváltoztatni az agyi aktivitást.

Úgy hangzik, mint a déjà vu – az agy-gép interfészek szintén ingyen laktak a fejemben tavalyi összefoglaló, de jó okkal. Az idegtudósok egyre kifinomultabb és rugalmasabb elektronikus chipeket építenek, amelyek zökkenőmentesen, rekord sebességgel integrálják a gépi intelligenciát agyunkkal és gerincvelőnkkel. Ami korábban sci-fi volt – például a bénult emberek segítése abban, hogy visszanyerjék járás-, úszás- és kajakozási képességüket – mára valósággá vált.

Idén az agybeültetések tovább alakították az emberek életét. A nem túl titkos szósz? AI.

Egy implantátum Parkinson-kórban szenvedő beteg gerincvelőjében – amely lassan tönkreteszi a mozgástervezésre alkalmas agysejttípust – lefordította mozgási szándékát. Évtizedek után a férfi ismét könnyedén sétálhatott le egy tengerparti úton. A tanulmány megnyitja az utat a mozgás helyreállításához más agyi rendellenességek esetén, mint például Lou Gehrig-kór, ahol az izmokhoz fűződő idegi kapcsolatok lassan felbomlanak, vagy azoknál az embereknél, akiknek agykárosodása van a stroke következtében.

Újabb tárgyalás elektromos stimulációt alkalmazott a rövid távú memória javítására traumás agysérüléssel élő embereknél. A gondosan időzített zapok több évtizeddel a sérülés után megnövelték a figyelmet – lehetővé téve a résztvevőknek, hogy több mindennapi feladattal zsonglőrködjenek, és olyan hobbikat űzhessenek, mint az olvasás.

Az agyimplantátumok diagnosztikai eszközként is virágoztak. Egy tanulmány implantátumokat használt a depresszióhoz kapcsolódó agyhullám-mintázatok dekódolására és a relapszus előrejelzésére. A tanulmány megfejtette, miben különböznek az agyi jelek az egészséges és a depressziós agy között, ami jobb algoritmusokat inspirálhat az agyi aktivitás elmozdítására a depressziótól.

De a legnagyobb előrelépést talán a beszéd dekódolása jelentette – ezek a technológiák gondolatokat szavakká és mondatokká fordítani. Ezek a technológiák támogatják azokat az embereket, akik elveszítették a beszédkészségüket, így alternatív módot kínálnak a szeretteikkel való kommunikációra.

Íme a 2023-as év legfontosabb eseményei az új generációs „agy-olvasás” implantátumok.

Gondolatok a szövegbe

Percenként nagyjából 150 szót beszélünk. Ez egy magas léc az agybeültetéseknél.

Számos neurológiai rendellenesség, mint például a szélütés, a bénulás vagy a bezárt szindróma, megfosztja az embert a beszéd képességétől – még akkor is, ha az elméje továbbra is koherens. Ez év elején egy stanfordi csapat egy 67 éves nőnek segített visszaállítani a beszédét percenként 62 szóval, ami több mint háromszorosa az előző implantátumok sebességének. A nő Lou Gehrig-betegség miatt veszítette el a hangját, amely lassan erodálja az agy azon képességét, hogy irányítsa az izmokat a beszédhez, a mozgáshoz és végül a légzéshez.

A tanulmány hatalmas szótárat használt, hogy dekódolja beszédét két forrásból: az elektromos aktivitás Broca területén, az agy „nyelvi központjában”, és a szája körüli izmokból. Ezeket a jeleket egy visszatérő neurális hálózatba táplálták be – egyfajta mélytanulási algoritmusba –, hogy megkülönböztessék a beszéd alapvető elemeit. Mindössze három nap alatt a rendszer rekordsebességgel tudta dekódolni a nő gondolatait – igaz, hibákkal.

Egy másik rendszer eggyel jobban ment. Ahelyett, hogy az agyon áthatoló elektródákat használna, az elektrokortikográfiai ECoG-nek nevezett eszköz az agy felszínére helyezett kis lemezszerű elektródákból áll az elektromos jelek rögzítésére. Még mindig be kell ültetni a koponya alá, de korlátozza az agy érzékeny szöveteinek károsodását. Minden elektróda, nagyjából akkora, mint egy pengefej, kiváló minőségű idegi jeleket rögzíthet.

ECoG volt először használt század fordulóján az epilepsziás emberek beszéd- és mozgásjeleinek rögzítésére. Hamarosan olyan eszközzé fejlődött, amely lehetővé tette egy személy bezárt szindrómával, hogy otthoni implantátum használatával közöljék gondolataikat.

Az újdonság az AI bevezetése. Egyes algoritmusok dekódolták a hangmozgások agyi tevékenységét – például a nyelv helyzetét és a száj alakját –, míg a nagy nyelvi modellek, mint például a ChatGPT-t működtető modellek, mondatokat szerkesztettek az adatokból. Bár a rendszer nagyjából 78 szó/perc sebességgel tudta lefordítani az agyi jeleket szöveggé, nagyjából negyedében voltak hibák. A non-verbális kommunikáció azonban pótolta a hibákat: az implantátum arckifejezéseket használt a digitális avatár megelevenítésére, ami újabb kommunikációs módot adott a betegeknek.

Fordulópont

Az agyimplantátumok egyfajta agy-gép interfész. Nevükhöz híven ezek az eszközök összekapcsolják az agyat a számítógépekkel. Hogyan áthidalják a kettőt nyitott a kreatív megoldásokra.

A legtöbb rendszer az agy elektromos aktivitását méri, és gyakran olyan kábelekre van szükség, amelyek elektródákat kötnek össze számítógépekkel, amelyek képesek dekódolni az idegi aktivitást.

Idén, Egy tanulmány vezeték nélküli implantátummal vágja el a vezetéket. A rendszer rugalmas, szemcseméretű áramköri lapokból áll, amelyek az agyban vannak szétszórva, és képesek észlelni és ideiglenesen tárolni az aktivitás változásait. Ezek a „csomópontok” vezeték nélkül továbbítják az adatokat egy fejhallgató alakú vevőhöz, amely feldolgozza az információkat, a csomópontokon keresztül vezérli az agyi stimulációt, és táplálja a tömböt. Bár vezeték nélküli, a rendszer még mindig műtétet igényel a beültetéshez.

Egy alternatíva? Az agyi jeleket műtét nélkül rögzítő eszközök.

Egy tanulmány A mesterséges intelligencia segítségével a funkcionális mágneses rezonancia képalkotás (fMRI) adatait – egy nem invazív technikát – az ember gondolatainak „lényegévé” alakította. A technológia nem fordítja szavakra az agyi tevékenységet; ehelyett megragadja az ötleteket, ahogy azok fejlődnek, még akkor is, ha a pontos szavak elvesznek a fordításban. Egy másik tanulmány mért agyi aktivitást úszósapka-szerű fejfedővel, elektródákkal beágyazva, amely a fejbőrön ül. Miközben a felhasználó némán olvasott mondatokat gondolatban, a sapka – az MI segítségével – szöveggé fordította „gondolatait”.

Más eszközök teljesen új módszereket kutatnak a gép és az agy összekapcsolására – például fénnyel. Egy újabb tanulmány kombinált neuronok, amelyeket genetikailag úgy alakítottak ki, hogy reagáljanak a fényre, és rugalmas szondák, amelyek különböző színű LED-fénnyel aktiválják ezeket a neuronokat. A fénybeállításokat vezérlő közös technológiával kombinálva a több mint ezer független LED-pixellel rendelkező eszköz egyszerre több egyedi neuron tevékenységét is szabályozhatja.

Az agysejtek zajosak. Az új eszköz segített rendezni a kakofóniát, hogy feloldja a bizonyos mentális szerepek mögött meghúzódó agyi áramköröket. Akár öt milliméter mélyen is aktiválta az idegsejteket az egér agyában – nagyjából a legvastagabb része az emberi kéregből.

Paradigmaváltást

Az agyimplantátumok nem gondolatolvasó gépek. De ahogy a technológia fejlődik, valószínűleg sokakkal fog találkozni etikus taposóaknák. A gondolatokat szövegként sugárzó eszköz például véletlenül megsértheti a magánéletet.

Az Egyesült Nemzetek Oktatási, Tudományos és Kulturális Szervezete (UNESCO) már előre tekint. Ezen a nyáron ők tervrajzot adott ki a neurotechnológiáról, globális szabályozást és etikai keretet követelve, miközben az agyimplantátumok az ismeretlen jövő felé száguldanak. A szervezet korábban hasonló irányelveket dolgozott ki más kulcsfontosságú áttörésekhez, például az emberi genetikai adatok felhasználásához és megosztásához, valamint az AI fejlesztéséhez a társadalom egészének javítása érdekében.

Az agyimplantátumok gyorsan fejlődtek, de valós alkalmazásuk még csak most kezdődik. Az átalakító erővel felelősség is jár. Egy globális beszélgetés a hozzáférésről, az egyenlőségről, a magánéletről és még filozófiai értelemben arról, hogy mit jelent embernek lenni, nem lehet utólag. Inkább olyan fontos lehet, mint maga a technológia, amikor a kiborgok korszakába lépünk.

Kép: Jerry Tang/Martha Morales/A Texasi Egyetem Austinban

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
• PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://singularityhub.com/2023/12/29/welcome-to-the-cyborg-era-brain-implants-transformed-lives-this-year/