Bagian Satu: The Human Colossus
Bagian Kedua: Otak
Bagian Tiga: Terbang di Atas Sarang Neuron
Bagian empat: antarmuka komputer saraf
Bagian Lima: Masalah Neuaralink
Bagian Enam: Age of Wizards 1
Bagian Enam: Age of Wizards 2
Bagian Tujuh: Perpaduan Besar
Video promosi:
Pada tahun 1969, seorang ilmuwan bernama Eberhard Fetz menghubungkan satu neuron di otak monyet ke sebuah dial di depan wajahnya. Anak panah harus bergerak saat neuron menembak. Ketika monyet berpikir agar neuronnya aktif dan panahnya bergeser, dia menerima permen rasa pisang. Seiring berjalannya waktu, monyet mulai membaik dalam permainan ini, karena dia menginginkan lebih banyak manisan yang enak. Monyet tersebut belajar untuk mengaktifkan neuron terpisah dan menjadi karakter pertama yang menerima antarmuka komputer saraf.
Selama beberapa dekade berikutnya, kemajuan agak lambat, tetapi pada pertengahan 90-an, situasinya mulai berubah dan sejak saat itu segalanya semakin cepat.
Karena pemahaman kita tentang otak dan peralatan elektroda agak primitif, upaya kita cenderung diarahkan pada pembuatan antarmuka sederhana yang akan digunakan di area otak yang paling kita pahami, seperti korteks motorik dan korteks visual.
Dan karena eksperimen manusia hanya mungkin bagi orang yang mencoba menggunakan NCI untuk meringankan penderitaan mereka - dan karena permintaan pasar terfokus pada hal ini - upaya kami hampir seluruhnya ditujukan untuk memulihkan fungsi yang hilang bagi para penyandang disabilitas.
Industri NCI terbesar di masa depan, yang akan memberi orang-orang kekuatan super ajaib dan mengubah dunia, sekarang berada dalam keadaan embrio - dan kita harus dipandu oleh mereka, serta tebakan kita, memikirkan seperti apa dunia ini pada tahun 2040, 2060, atau 2100.
Mari kita telusuri.
Ini adalah komputer yang dibuat oleh Alan Turing pada tahun 1950. Ini disebut Pilot ACE. Sebuah mahakarya pada masanya.
Sekarang lihat ini:
Saat Anda membaca contoh di bawah ini, saya ingin Anda menyimpan analogi ini di depan mata Anda -
Pilot ACE sama untuk iPhone 7
dari
setiap contoh di bawah adalah untuk _
- dan coba bayangkan apa yang seharusnya ada di tempat. Kami akan kembali nanti.
Bagaimanapun, dari semua yang saya baca dan diskusikan dengan orang-orang di lapangan, saat ini ada tiga kategori utama antarmuka komputer saraf dalam pengembangan:
NCI pertama tipe # 1: menggunakan motor cortex sebagai remote control
Jika Anda lupa, motor cortexnya adalah orang ini:
Banyak area otak yang tidak bisa kita pahami, tetapi motor cortex kurang bisa kita pahami dibandingkan yang lain. Dan yang lebih penting, itu dipetakan dengan baik, masing-masing bagian mengontrol bagian-bagian tubuh.
Yang penting, ini adalah salah satu area otak besar yang bertanggung jawab atas pekerjaan kita. Ketika seseorang melakukan sesuatu, motor cortex hampir pasti menarik senar (setidaknya dari sisi fisik dari tindakan tersebut). Oleh karena itu, otak manusia tidak perlu belajar menggunakan motor cortex sebagai remote control, karena otak sudah menggunakannya seperti itu.
Angkat tanganmu. Sekarang letakkan. Lihat? Tangan Anda seperti drone mainan kecil, dan otak Anda hanya menggunakan korteks motorik sebagai pengendali jarak jauh untuk melepaskan dan mundur drone.
Tujuan dari NCI berdasarkan motor cortex adalah untuk menyambungkannya, dan kemudian, ketika remote control memicu perintah, dengarkan perintah itu dan kirimkan ke beberapa perangkat yang dapat meresponnya. Misalnya, di tangan. Sekelompok saraf adalah perantara antara korteks dan tangan Anda. NCI adalah perantara antara motor cortex dan komputer Anda. Itu mudah.
Salah satu jenis antarmuka ini memungkinkan seseorang - biasanya orang yang lumpuh dari leher atau anggota tubuh yang diamputasi - untuk menggerakkan kursor di layar dengan pikirannya.
Semuanya dimulai dengan matriks multi-elektroda 100-pin yang ditanamkan ke korteks motorik manusia. Korteks motorik pada orang yang lumpuh bekerja dengan baik - hanya sumsum tulang belakang, yang berfungsi sebagai perantara antara korteks dan tubuh, berhenti bekerja. Dengan demikian, dengan susunan elektroda yang ditanamkan, para peneliti mengizinkan orang tersebut untuk menggerakkan lengan mereka ke arah yang berbeda. Sekalipun dia tidak bisa melakukannya, motor cortex berfungsi normal, seolah dia bisa.
Ketika seseorang menggerakkan lengannya, korteks motoriknya meledak dengan aktivitas - tetapi setiap neuron biasanya hanya tertarik pada satu jenis gerakan. Oleh karena itu, satu neuron dapat menyala setiap kali seseorang menggerakkan tangannya ke kanan, tetapi akan bosan jika bergerak ke arah lain. Maka hanya satu dari neuron ini yang dapat menentukan kapan seseorang ingin menggerakkan tangannya ke kanan, dan kapan tidak. Tetapi dengan rangkaian elektroda yang terdiri dari 100 elektroda, masing-masing akan mendengarkan neuron yang terpisah. Oleh karena itu, selama tes, ketika seseorang diminta untuk menggerakkan tangannya ke kanan, misalnya, 38 dari 100 neuron mencatat aktivitas neuron. Ketika seseorang ingin menggerakkan tangannya ke kiri, 41 lainnya diaktifkan. Dalam proses berlatih gerakan ke arah yang berbeda dan dengan kecepatan yang berbeda,komputer menerima data dari elektroda dan mensintesisnya menjadi pemahaman umum tentang pola aktivasi saraf, sesuai dengan niat untuk bergerak di sepanjang sumbu XY.
Kemudian, ketika mereka menampilkan data ini pada layar komputer, seseorang dapat, dengan kekuatan pikirannya, "mencoba" untuk menggerakkan kursor, sebenarnya mengontrol kursor. Dan itu berhasil. BrainGate memungkinkan bocah itu memainkan video game hanya dengan kekuatan pikiran, menggunakan NCI yang digabungkan ke motor cortex.
Dan jika 100 neuron dapat memberi tahu Anda ke mana mereka ingin memindahkan kursor, mengapa mereka tidak dapat memberi tahu Anda kapan mereka ingin mengambil kopi dan menyesapnya? Inilah yang dilakukan wanita lumpuh ini:
Seorang wanita lumpuh lainnya berhasil terbang dengan simulator pesawat tempur F-35, dan seekor monyet baru-baru ini naik kursi roda menggunakan otaknya.
Dan mengapa dibatasi hanya dengan tangan? Pelopor NKI Brasil Miguel Nicolelis dan timnya membangun kerangka luar yang memungkinkan orang lumpuh melakukan tendangan pembuka di Piala Dunia.
Perkembangan ini mengandung benih teknologi revolusioner masa depan lainnya, seperti antarmuka otak-ke-otak.
Nicolelis melakukan percobaan di mana korteks motorik seekor tikus di Brasil, yang menekan salah satu dari dua tuas di dalam sangkar - salah satunya tikus tahu akan menikmatinya - terhubung melalui Internet ke korteks motorik tikus lain di Amerika Serikat. Seekor tikus di Amerika Serikat berada dalam kandang yang sama, hanya saja, tidak seperti tikus di Brasil, dia tidak memiliki informasi tentang mana di antara kedua pengungkitnya yang akan menyenangkannya - selain sinyal yang dia terima dari tikus Brasil. Selama percobaan, jika tikus Amerika memilih tuas dengan benar, tuas yang sama yang ditarik oleh tikus di Brasil, kedua tikus tersebut menerima hadiah. Jika mereka salah menarik, mereka tidak mengerti. Menariknya, seiring waktu, tikus menjadi lebih baik dan lebih baik, bekerja sama, seperti satu sistem saraf - meskipun mereka tidak tahu tentang keberadaan satu sama lain. Keberhasilan tikus Amerika tanpa informasi adalah 50%. Dengan sinyal yang berasal dari otak tikus Brasil, tingkat keberhasilannya naik menjadi 64%. Ini videonya.
Sebagian, itu berhasil pada manusia juga. Dua orang di gedung berbeda bekerja bersama saat bermain video game. Satu melihat permainan, yang lain memegang pengontrol. Dengan menggunakan headset EEG sederhana, pemain yang melihat permainan dapat, tanpa menggerakkan tangannya, berpikir untuk menggerakkan tangannya untuk "menembak" pengontrol - dan karena otak mereka berkomunikasi satu sama lain, pemain dengan pengontrol merasakan sinyal di jarinya dan menekan tombol.
NCI pertama tipe # 2: telinga dan mata buatan
Ada beberapa alasan mengapa memberikan penglihatan kepada tunanetra dan suara bagi tuli termasuk di antara kategori antarmuka neurokomputer yang paling mudah diakses.
Pertama, seperti korteks motorik, korteks sensorik adalah bagian otak yang kita pahami dengan cukup baik, sebagian karena cenderung memetakan dengan baik.
Kedua, di antara banyak pendekatan awal, kami tidak perlu berurusan dengan otak - kami dapat berinteraksi dengan tempat di mana telinga dan mata terhubung ke otak, karena di sinilah gangguan paling umum terjadi.
Dan sementara aktivitas korteks motorik otak terutama tentang membaca neuron untuk mengekstrak informasi dari otak, indra buatan bekerja secara berbeda - dengan merangsang neuron untuk mengirim informasi ke dalam.
Selama beberapa dekade terakhir, kami telah melihat perkembangan implan koklea yang luar biasa.
Implan koklea adalah komputer kecil yang memiliki mikrofon di salah satu ujungnya (yang terpasang di telinga) dan kabel di ujung lainnya yang terhubung ke rangkaian elektroda yang melapisi koklea.
Suara masuk ke mikrofon (kait kecil di bagian atas telinga) dan masuk ke benda berwarna coklat, yang memproses suara untuk menyaring frekuensi yang kurang berguna. Benda berwarna coklat itu kemudian mengirimkan informasi melalui kulit, melalui induksi listrik, ke komponen lain dari komputer, yang mengubah informasi tersebut menjadi impuls listrik dan mengirimkannya ke koklea. Elektroda menyaring impuls dalam frekuensi seperti koklea dan menstimulasi saraf pendengaran seperti rambut di koklea. Beginilah tampilannya dari luar:
Dengan kata lain, telinga buatan melakukan fungsi yang sama untuk mengubah suara menjadi impuls dan mengirimkannya ke saraf pendengaran seperti telinga normal.
Tapi ini tidak ideal. Mengapa? Karena untuk mengirimkan suara ke otak dengan kualitas yang sama dengan telinga normal, Anda membutuhkan 3500 elektroda. Kebanyakan implan koklea hanya berisi 16. Kasar.
Tapi kita berada di era Pilot ACE - tentu saja, kasar.
Namun demikian, implan koklea saat ini memungkinkan orang untuk mendengar dan berbicara, yang mana hal ini sudah baik.
Banyak orang tua dari anak-anak tunarungu mendapatkan implan koklea saat mereka berusia satu tahun.
Dalam dunia kebutaan, revolusi serupa sedang terjadi dalam bentuk implan retinal.
Kebutaan seringkali merupakan akibat dari penyakit retinal. Dalam hal ini, implan dapat melakukan fungsi penglihatan yang serupa dengan implan koklea untuk pendengaran (meskipun tidak secara langsung). Ia melakukan hal yang sama seperti mata normal, mentransmisikan informasi ke saraf dalam bentuk impuls listrik, seperti halnya mata.
Antarmuka yang lebih kompleks daripada implan koklea, implan retinal pertama disetujui oleh FDA pada tahun 2011 - implan Argus II yang dibuat oleh Second Sight. Implan retina terlihat seperti ini:
Dan cara kerjanya seperti ini:
Implan retina memiliki 60 sensor. Ada sekitar satu juta neuron di retina. Kasar. Tetapi melihat tepi, bentuk, permainan cahaya dan kegelapan yang kabur jauh lebih baik daripada tidak melihat apapun sama sekali. Yang sangat menarik adalah satu juta sensor tidak diperlukan untuk mencapai penglihatan yang baik sama sekali - pemodelan menyarankan bahwa 600-1000 elektroda akan cukup untuk pengenalan wajah dan pembacaan.
NCI tipe # 3 pertama: stimulasi otak dalam
Sejak akhir 1980-an, stimulasi otak dalam telah menjadi alat mentah lain yang masih mengubah hidup banyak orang.
Juga, ini adalah kategori NCI yang tidak terhubung dengan dunia luar - ini adalah penggunaan antarmuka komputer saraf untuk menyembuhkan atau meningkatkan diri sendiri, mengubah sesuatu di dalam.
Apa yang terjadi di sini adalah satu atau dua kabel elektroda, biasanya dengan empat lokasi elektroda terpisah, yang masuk ke otak dan sering berakhir di suatu tempat di sistem limbik. Alat pacu jantung kecil kemudian ditanamkan ke dada bagian atas dan dihubungkan ke elektroda. Seperti ini:
Elektroda kemudian dapat mengirimkan sedikit muatan sesuai kebutuhan, yang berguna untuk banyak hal penting. Misalnya:
- pengurangan tremor pada orang dengan penyakit Parkinson
- mengurangi keparahan serangan
- pengurangan gangguan obsesif-kompulsif
Melalui eksperimen (sejauh ini tanpa persetujuan FDA), para ilmuwan telah mampu meringankan jenis nyeri kronis tertentu, seperti migrain atau nyeri bayangan di anggota badan, menyembuhkan kecemasan atau depresi pada PTSD, atau, dalam kombinasi dengan stimulasi otot, memulihkan pola otak tertentu yang terganggu yang telah rusak setelahnya. stroke atau penyakit neurologis.
* * *
Ini adalah negara bagian dari NCI yang masih terbelakang. Dan saat ini Elon Musk memasukinya. Baginya dan untuk Neuralink, industri NCI modern adalah poin A. Sementara kami telah menjelajahi masa lalu di seluruh artikel ini hingga saat ini. Sekarang saatnya untuk melihat ke masa depan - untuk mengetahui apa itu poin B dan bagaimana kita bisa mencapainya.
ILYA KHEL
Bagian Satu: The Human Colossus
Bagian Kedua: Otak
Bagian Tiga: Terbang di Atas Sarang Neuron
Bagian empat: antarmuka komputer saraf
Bagian Lima: Masalah Neuaralink
Bagian Enam: Age of Wizards 1
Bagian Enam: Age of Wizards 2
Bagian Tujuh: Perpaduan Besar
