사이보그 시대에 오신 것을 환영합니다: 올해 뇌 이식이 삶을 변화시켰습니다

사이보그 시대에 오신 것을 환영합니다: 올해 뇌 이식이 삶을 변화시켰습니다

타임 스탬프 : 29 년 2023 월 10 일 오전 00:XNUMX
사이보그 시대에 오신 것을 환영합니다. 올해 PlatoBlockchain 데이터 인텔리전스가 뇌 이식으로 삶을 변화시켰습니다. 수직 검색. 일체 포함.

올해에는 뇌 활동을 기록하고, 해독하고, 변경할 수 있는 놀라운 뇌 임플란트가 탄생했습니다.

마치 데자뷰처럼 들립니다. 뇌-기계 인터페이스도 내 머릿속에서 임대료 없이 살았습니다. 작년 정리, 하지만 그럴만한 이유가 있습니다. 신경과학자들은 기록적인 속도로 기계 지능과 뇌 및 척수를 원활하게 통합하는 점점 더 정교하고 유연한 전자 칩을 구축하고 있습니다. 예를 들어, 마비된 사람들이 걷고, 수영하고, 카약을 탈 수 있는 능력을 회복하도록 돕는 것과 같이 이전에는 공상과학 소설이었던 것이 이제는 현실이 되었습니다.

올해 뇌 이식은 사람들의 삶을 더욱 변화시켰습니다. 그다지 비밀이 아닌 소스? 일체 포함.

임플란트 1개 움직임을 계획하기 위한 일종의 뇌 세포를 천천히 파괴하는 파킨슨병 환자의 척수에서 그의 움직임 의도가 전달되었습니다. 수십 년이 지난 후, 그 남자는 다시 한 번 편안하게 해변 길을 걸을 수 있게 되었습니다. 이 연구는 다음과 같은 다른 뇌 장애의 움직임을 회복할 수 있는 길을 열었습니다. 루게릭 병, 근육과의 신경 연결이 천천히 붕괴되거나 뇌졸중으로 인해 뇌가 손상된 사람의 경우.

또 다른 재판 외상성 뇌 손상을 입은 사람들의 단기 기억을 향상시키기 위해 전기 자극을 사용했습니다. 신중하게 시기를 맞춘 재핑은 부상 후 수십 년 동안 주의력을 높여 참가자들이 여러 일상 업무를 처리하고 독서와 같은 취미를 추구할 수 있게 했습니다.

뇌 임플란트는 진단 도구로도 번성했습니다. 한 연구 우울증과 관련된 뇌파 패턴을 해독하고 잠재적으로 재발을 예측하기 위해 임플란트를 사용했습니다. 이 연구는 건강한 뇌와 우울한 뇌 사이의 뇌 신호가 어떻게 다른지 해독하여 뇌 활동을 우울증에서 멀어지게 하는 더 나은 알고리즘에 영감을 줄 수 있습니다.

그러나 아마도 가장 큰 발전은 음성을 해독하는 기술, 즉 음성을 해독하는 기술일 것입니다. 생각을 단어와 문장으로 번역하기. 이러한 기술은 말하는 능력을 잃은 사람들을 지원하여 사랑하는 사람과 의사소통할 수 있는 대안을 제공합니다.

다음은 차세대 ''의 2023년 하이라이트입니다.두뇌 읽기"임플란트.

텍스트에 대한 생각

우리는 150분에 대략 XNUMX단어의 속도로 말합니다. 뇌 임플란트에 대한 높은 기준입니다.

뇌졸중, 마비 또는 감금 증후군과 같은 많은 신경 장애로 인해 사람의 정신이 여전히 일관적일지라도 말할 수 있는 능력이 상실됩니다. 올해 초 스탠포드 팀은 67세 여성이 이전 임플란트 속도의 62배가 넘는 속도인 분당 XNUMX단어로 말을 회복하도록 도왔습니다. 그 여성은 루게릭병으로 인해 목소리를 잃었습니다. 루게릭병은 말하기, 움직임, 결국 호흡을 위한 근육을 조절하는 뇌의 능력을 서서히 약화시킵니다.

연구 그녀는 방대한 단어 라이브러리를 사용하여 두 가지 소스, 즉 뇌의 "언어 센터"인 브로카 영역의 전기 활동과 입 주변 근육의 전기 활동에서 자신의 말을 해독했습니다. 이러한 신호는 음성의 기본 요소를 구별하기 위해 일종의 딥러닝 알고리즘인 순환 신경망에 입력되었습니다. 단 3일 만에 시스템은 비록 오류가 있었지만 기록적인 속도로 여성의 생각을 해독할 수 있었습니다.

또 다른 시스템 한 단계 더 나아졌습니다. 뇌를 관통하는 전극을 사용하는 대신 전기피질검사용 ECoG라고 불리는 이 장치는 전기 신호를 포착하기 위해 뇌 표면에 배치된 작은 판형 전극으로 구성됩니다. 여전히 두개골 아래에 이식해야 하지만 뇌의 민감한 조직에 대한 손상은 제한됩니다. 대략 압정 머리 크기의 각 전극은 고품질 신경 신호를 기록할 수 있습니다.

ECoG는 처음 사용 금세기 초에 간질 환자의 말소리와 움직임 신호를 기록하는 데 성공했습니다. 그것은 곧 다음과 같은 장치로 발전했습니다. 사람 감금증후군 환자는 집에서 임플란트를 이용해 자신의 생각을 소통할 수 있습니다.

새로운 점은 AI의 도입이다. 일부 알고리즘은 음성 움직임의 뇌 활동(예: 혀의 위치, 입 모양)을 해독하는 반면, ChatGPT를 지원하는 것과 같은 대규모 언어 모델은 데이터로부터 문장을 구성했습니다. 시스템은 분당 대략 78단어의 속도로 뇌 신호를 텍스트로 변환할 수 있지만 대략 XNUMX분의 XNUMX에 오류가 있었습니다. 그러나 비언어적 의사소통이 실수를 보완했습니다. 임플란트는 얼굴 표정을 사용하여 디지털 아바타를 애니메이션화하여 환자에게 또 다른 의사소통 모드를 제공했습니다.

전환점

뇌 임플란트는 일종의 뇌-기계 인터페이스입니다. 이름 그대로 이 장치는 뇌를 컴퓨터에 연결합니다. 방법 이 둘을 연결하면 창의적인 솔루션이 활짝 열려 있습니다.

대부분의 시스템은 뇌의 전기 활동을 측정하며 신경 활동을 해독할 수 있는 컴퓨터에 전극을 연결하는 케이블이 필요한 경우가 많습니다.

올해 연구 무선 임플란트로 탯줄을 자르세요. 이 시스템은 활동 변화를 감지하고 일시적으로 저장할 수 있는 유연한 입자 크기의 회로 기판으로 구성되어 있습니다. 이러한 "노드"는 정보를 처리하고 노드를 통해 뇌 자극을 제어하며 어레이에 전원을 공급하는 헤드폰 모양의 수신기에 데이터를 무선으로 전송합니다. 무선이기는 하지만 시스템 이식을 위해서는 여전히 수술이 필요합니다.

대안? 수술 없이 뇌 신호를 포착하는 장치.

한 연구 AI를 사용하여 비침습적 기술인 기능적 자기공명영상(fMRI) 데이터를 사람 생각의 "요점"으로 변환했습니다. 이 기술은 뇌 활동을 단어로 번역하지 않습니다. 대신 번역에서 정확한 단어가 손실되더라도 진화하는 아이디어를 포착합니다. 또 다른 연구 두피에 전극이 내장된 수영모 모양의 헤드기어를 사용하여 뇌 활동을 측정했습니다. 사용자가 마음속으로 문장을 조용히 읽으면, 캡은 AI의 도움을 받아 사용자의 '생각'을 텍스트로 번역했습니다.

다른 장치에서는 빛을 사용하여 기계를 뇌에 연결하는 완전히 새로운 방법을 모색하고 있습니다. 최근 한 연구 빛에 반응하도록 유전자 조작된 뉴런과 다양한 색상의 LED 조명으로 이러한 뉴런을 활성화하는 유연한 프로브가 결합되었습니다. 수천 개가 넘는 독립적인 LED 픽셀을 갖춘 이 장치는 조명 설정을 제어하는 ​​일반적인 기술과 결합되어 여러 개별 뉴런의 활동을 동시에 제어할 수 있습니다.

뇌세포는 시끄럽습니다. 새로운 장치는 불협화음을 분류하여 특정 정신 역할의 기초가 되는 뇌 회로를 해결하는 데 도움이 되었습니다. 이는 쥐의 뇌 내부 최대 5mm 깊이의 뉴런을 활성화했습니다. 가장 두꺼운 부분 인간 피질의.

패러다임 시프트

뇌 임플란트는 마음을 읽는 기계가 아닙니다. 하지만 기술이 발전하면서 수많은 문제가 발생할 가능성이 높습니다. 윤리적 지뢰. 예를 들어, 생각을 텍스트로 방송하는 장치는 의도치 않게 개인정보를 침해할 수 있습니다.

유엔교육과학문화기구(UNESCO)는 이미 미래를 내다보고 있습니다. 올여름 그들은 청사진을 공개했다 뇌 이식이 미지의 미래를 향해 돌진함에 따라 글로벌 규제와 윤리적 틀을 요구하는 신경기술에 관한 것입니다. 이 조직은 이전에 인간 유전자 데이터를 사용 및 공유하는 방법, 사회 전체를 개선하기 위한 AI 개발 방법과 같은 다른 주요 혁신에 대해 유사한 지침을 개발했습니다.

뇌 임플란트는 빠르게 발전해 왔지만 실제 활용은 이제 막 시작되었습니다. 변혁적인 힘에는 책임이 따른다. 접근성, 평등, 개인 정보 보호, 더 철학적으로 인간이 된다는 것이 무엇을 의미하는지에 대한 글로벌 대화는 나중에 생각해서는 안 됩니다. 오히려 사이보그 시대로 나아가는 만큼 기술 자체만큼 중요할 수도 있습니다.

이미지 신용 : 제리 탱/마사 모랄레스/텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스

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