Перемещать
предметы силой мысли… Вряд ли найдется человек, хотя бы раз не мечтавший, чтобы
это было возможно. Вы удивитесь, но это уже реальность. Более того,
соответствующие устройства очень скоро можно будет купить в магазине, и стоить
они будут совсем недорого.
ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФИЯ
Электроэнцефалография —
метод записи электрической активности различных отделов головного мозга,
которая преобразуется в соответствующую кривую, называемую
электроэнцефалограммой (ЭЭГ). Прибор, с помощью которого выполняется
электроэнцефалография, называется энцефалографом. Электроэнцефалограмма с
помощью ряда характеристик отражает состояние головного мозга человека и
уровень его сознания.
Сегодня ЭЭГ широко применяется в
неврологии и нейрохирургии для диагностики изменений функционального состояния
головного мозга. У здорового человека могут различаться ЭЭГ в зависимости от
физиологического состояния (сон и бодрствование, восприятие зрительных или
слуховых сигналов, разнообразные эмоции и т. п.). ЭЭГ здорового взрослого
человека, находящегося в состоянии относительного покоя, обнаруживает два
основных типа ритмов: альфа-ритм, характеризующийся частотой колебаний в
8–13 Гц, и бета-ритм, проявляющийся частотой в 14–30 Гц. «Отец
кибернетики» Н. Винер полагал, что альфа-ритм является «тактовым
генератором мозга», группирующим поступающую информацию внутри определенного
периода времени, в котором разные события воспринимаются как одновременные.
Началом
клинического применения ЭЭГ считают середину 30-х годов, когда американские
медики обнаружили специфические проявления на энцефалограмме у больных с малыми
эпилептическими припадками. Электроэнцефалография часто выступает единственным
неврологическим амбулаторным исследованием, которое проводится при
эпилептических приступах.
Важнейшее
преимущество ЭЭГ над другими методами исследования мозговой активности
заключается в том, что энцефалограмма может показать один из основных
параметров работы нервной системы — свойство ритмичности, которое отражает
согласованность работы разных структур мозга. Поэтому при записи электрической
(а также магнитной) энцефалограммы нейрофизиолог получает доступ к фактическим
механизмам обработки информации мозга. Это помогает обнаружить схему процессов,
задействованных мозгом, показывая не только где, но и как информация обработана
в мозге. Именно эта возможность делает ЭЭГ уникальным методом диагностики.
ТВИТТЕР ДЛЯ ТЕЛЕПАТОВ
В апреле
2009 года мир облетело известие о
том, что 28-летнему выпускнику Университета Мэдисон из американского штата
Висконсин Адаму Уилсону удалось одной только силой мысли написать и
отправить сообщение на сайт микроблогов Twitter.
Сообщение,
посланное телепатическим способом, наделало много шума. Всего через несколько
дней на twitter Уилсона (http://twitter.com/uwbci) подписалось более 130 000 человек, и он стал самым
читаемым микроблогом среди всех «твиттеров» — жителей Мэдисона.
Напомним,
что Twitter — это бесплатный онлайновый сервис, позволяющий его
подписчикам при помощи компьютера или мобильного телефона размещать в интернете
короткие сообщения-«твиты» объемом до 140 знаков. По словам Уилсона,
мысль о создании такой системы пришла ему в голову после прочтения блога
кинокритика Роджера Иберта, в котором тот выдвигал идею о том, что однажды
люди будут обновлять свои микроблоги, только подумав об этом.
Уилсону
было известно, что такая технология уже существует: исследования, направленные
на разработку интерфейса «мозг-компьютер» ведутся еще с начала 90-х годов XX столетия. Аспирант поделился
своей идеей с профессором биомедицинской техники Уильямсом, который
подсказал, что подобная система
может оказаться чрезвычайно полезной для парализованных больных, страдающих различными
заболеваниями вроде повреждения ствола головного мозга, позвоночника или
бокового амиотрофического склероза. Для таких людей обмен короткими сообщениями
через Twitter или другие аналогичные сервисы может стать одним из способов
общения с родными и друзьями. Не всегда нужно вести длинные разговоры,
достаточно сказать: «Сегодня я себя чувствую неплохо», или, что более важно:
«Сегодня мне нездоровится, приезжайте проведать меня».
Интерфейс
Twitter показался ученым более удобным, чем интерфейс электронной почты,
благодаря его лаконичности. Для парализованного пациента выбор контактов из
адресной книги почтового клиента требует не меньших усилий, чем написание
самого сообщения. В «Твиттере» же достаточно нажать единственную кнопку —
и сообщение будет видно всем подписавшимся на ваш микроблог.
Изделие компании NeuroSky напоминает обычную гарнитуру, но то, что похоже на наушники, на самом деле датчики, а то, что похоже на микрофон, — детектор мозговых волн
Уилсон
придумал текст экспериментального сообщения и уже на следующий день послал его
силой мысли в Twitter: «USING EEG TO SEND TWEET», то есть «Твит отправлен при
помощи ЭЭГ (электроэнцефалограммы)».
Чтобы
послать сообщение, Уилсон надел специальный шлем, напоминающий шапочку для
плавания, на котором были закреплены 19 датчиков, считывающие
электрические импульсы мозга.
На компьютерный монитор выводились рядами буквы алфавита. Ряды по вертикали и
горизонтали поочередно мигали, и Уилсон концентрировал свое внимание на нужных
ему буквах. «Когда вы видите мигающую букву, изменяется активность мозга», —
пояснил он. «Так действует мозг почти любого человека». Компьютер,
подключенный к шлему, регистрирует эти изменения мозговых волн и в течение 15
секунд на экране появляется выбранная буква. Процесс занимает довольно
много времени, но, потренировавшись, можно добиться скорости до восьми букв в
минуту. Для отправки сообщения нужно сосредоточить внимание на слове «Twit»,
которое выводится на экран одновременно с алфавитом.
Шлем
вовсе не читает мысли, как может показаться со стороны, а лишь позволяет
определить, на каком участке экрана вы сконцентрировали свое внимание. Для
получения наилучших результатов необходимо, чтобы в помещении было тихо, а
освещение не было слишком ярким. Уилсон упоминает «эффект вечеринки»: даже
если мы думаем, что сосредоточились на беседе с кем-то, мозг фиксирует все
остальные разговоры вокруг нас, что мешает реально сконцентрироваться. Хорошо
помогает погружение в медитативное состояние, в котором вы как бы отключаетесь
от окружающего мира.
Важная
задача, стоящая перед исследователями, — сделать так, чтобы люди с
ограниченными возможностями могли пользоваться этим устройством в домашних условиях
и отправлять короткие сообщения родным и друзьям через Twitter. Оказывается,
это не так уж просто. Все дело в том, что оборудование должно настраиваться
индивидуально для каждого человека, к тому же электроника слишком чувствительна
и плохо переносит транспортировк.
Для парализованных
больных мысленный обмен
короткими сообщениями через Twitter или другие аналогичные
сервисы может стать одним из способов общения с родными и друзьями
Шлем
вовсе не читает мысли, как может показаться со стороны, а лишь позволяет
определить, на каком участке экрана вы сконцентрировали свое внимание
В
продаже уже появились недорогие головные гарнитуры, позволяющие управлять
техникой посредством электрических сигналов, генерируемых нейронами мозга
Представители
подрастающего поколения будут считать совершенно естественным управление
машинами силой мысли. Что произойдет с молодежью, которая вырастет на подобных
игрушках?
Нужно учитывать и тот факт, что
многим людям с тяжелыми нарушениями двигательных функций трудно смотреть на
монитор в течение долгого времени из-за проблем со зрением и невозможности
двигаться без посторонней помощи. Наконец, члены семьи и друзья тоже должны
хорошо знать, как использовать эту технологию, не прибегая к помощи
консультанта или сиделки.
Уилсон
и Уильямс изучают еще одну возможность — имплантировать электроды
непосредственно в мозг. В результате поступающий сигнал будет значительно
сильнее и больной сможет набирать сообщения гораздо быстрее. Впрочем, ученые
отмечают, что до практического применения этой технологии еще очень далеко.
Шлем Emotiv EPOC оснащен 16 датчиками, гироскопами, а также беспроводным радиоинтерфейсом для подключения к компьютеру
Несмотря
на эффектную демонстрацию, реальные достижения Уилсона весьма незначительны. В
своих опытах аспирант использовал систему под названием BCI2000, которая
применяется в сотнях лабораторий по всему миру и которая может выступать в роли
виртуальной клавиатуры для любой компьютерной программы. Но история с
«Твиттером» примечательна именно своей банальностью, ведь технология «чтения
мыслей» в ближайшие годы должна стать чрезвычайно востребованной.
EMOTIV EPOC
Разработанный
специалистами австралийской компании Emotiv
шлем EPOC оснащен 16 датчиками,
гироскопами, а также беспроводным радиоинтерфейсом для подключения к
компьютеру. Система ассоциирует определенную «картину» мозговых волн с тем или
иным действием, поэтому перед началом работы необходимо пройти «обучение», в
ходе которого пользователю нужно будет мысленно сконцентрироваться на
выполнении какого-либо действия. Программа запишет показания датчиков и сопоставит
их с той или иной командой. В результате если пользователь вновь попытается
мысленно выполнить то же действие, которое он делал во время «обучения»,
система отдаст компьютеру соответствующую команду.
Комплект
разработчика EmoKey объединяет шлем EPOC с тремя программными
модулями: Expressiv, распознающим выражение
лица, Affectiv, измеряющим эмоциональное
состояние, и Cognitiv, фиксирующим мысленные
команды. EmoKey позволяет настроить
взаимодействие шлема практически с любым приложением или компьютерной игрой,
сопоставить принимаемые сигналы с любой комбинацией клавиш или движением
джойстика.
Продажи
шлема EPOC еще не начались, но жители
США могут сделать на сайте Emotiv предварительный заказ —
устройство обойдется им примерно в $300, включая доставку.
ИГРЫ СИЛЬНЫХ ДУХОМ
Теоретическая
возможность управления предметами силой мысли была открыта еще в 1875 году,
когда англичанин Ричард Кейтон обнаружил, что работу мозга можно изучать по
излучаемым им электрическим импульсам. В 1929 году появился первый
электроэнцефалограф (ЭЭГ). Современные ЭЭГ, установленные в больницах, это
чрезвычайно сложные, дорогие и громоздкие аппараты. К тому же для снятия электроэнцефалограммы
голову смазывают специальным электропроводящим гелем.
Но
технологии не стоят на месте, в продаже уже сейчас можно найти недорогие
головные гарнитуры, позволяющие управлять техникой посредством электрических
сигналов, генерируемых нейронами мозга. Сразу две компании, Emotiv и NeutroSky, готовы предложить такие
системы обычным потребителям. Для их использования не требуется ни гель, ни
тонкая настройка. В результате способ взаимодействия человека с
электроникой может измениться раз и навсегда.
Перед
новым годом к нам на тест попал шлем OCZ Nia от компании Emotiv Systems, оснащенный
16 датчиками, способный распознавать 12 различных движений в
компьютерных играх. Шлем также понимает человеческие эмоции — девайс
распознает их по мимике лица. OCZ Nia, совместимый с любым
компьютером под управлением Windows, продавался по цене 300 долларов США. Тест устройства
вы можете прочитать в 11 номере Mobi за 2008 год (журнальный
архив публикуется на DVD). Совсем скоро в продаже
появится новая версия «телепатического» шлема — Emotiv EPOC.
Возможно, скоро нам не потребуется пульт дистанционного управления для телевизора. Достаточно будет отдать мысленный приказ и взмахнуть руками
Американская
компания NeuroSky также сконструировала
систему, способную распознавать эмоции: аппарат может определить,
сконцентрированы ли вы или расслаблены, испуганы или обеспокоены. Изделие
компании NeuroSky под названием MindSet напоминает обычную гарнитуру —
наушники и микрофон, — но
то, что похоже на наушники, на самом деле датчики, а то, что похоже на микрофон, —
детектор мозговых волн. Его нужно расположить прямо напротив лба, выше бровей.
Кстати, по словам главы NeuroSky Стэнли Янга, лоб — чуть
ли не самое неудачное место для считывания сигналов мозга, и у него есть лишь
одно достоинство: это единственная часть черепа, где у подавляющего большинства
людей нет волос — волосы не пропускают ментальные волны. MindSet продается в США по цене 199 долларов.
Технология
NeuroSky уже используется в игре Star Wars Force Trainer компании Uncle Milton. Игрушка представляет собой
прозрачную вертикальную трубку, внутри которой помещен шарик размером с мячик
для пинг-понга. Задача играющего заключается в том, чтобы силой мысли поднять
шарик как можно выше. Активность мозга преобразуется в сигнал, заставляющий
встроенный в игрушку микрокомпьютер включать вентилятор, который и поднимает
шарик. Все,
что требуется от игрока, — сосредоточиться. Неважно на чем, но чем сильнее вы
концентрируетесь, тем выше поднимается шарик. Цена игрушки — всего $130.
NeuroSky лицензировала свою
технологию и другим фирмам, среди которых известные производители игрушек Mattel и Sega, а также финская Nokia. Уже известно, что Mattel планирует в ближайшее время
выпустить игру Mindflex, аналогичную Star Wars Force Trainer. По предварительным данным,
игрушка будет стоить порядка $80.
Все,
кто впервые видит подобные игры, недоумевают: неужели это никакой не трюк, неужели это
действительно возможно?! Но есть и косвенное доказательство того, что все это
реально: далеко не всем удается успешно управлять шариком. Как
утверждает Джонни Лю из NeuroSky, создатель «считывающей
мысли» гарнитуры, люди, привыкшие одновременно решать несколько задач,
например юристы, с трудом концентрируются на одной-единственной задаче и им для
этого требуется много времени. Другим же управление шариком дается с
легкостью, как будто они всю жизнь только этим и занимались.
HONDA ASIMO
31 марта
2009 года японская компания Honda
продемонстрировала устройство, которое считывает волны головного мозга,
используя электроэнцефалографию и спектроскопию в ближнем ИК-диапазоне,
преобразует в команды и передает их по радиоволнам антропоморфному роботу Asimo.
Напомним,
что современный вариант человекоподобного робота Asimo появился в 2005 году.
Аппарат способен ходить, бегать, танцевать, узнавать людей, пожимать им руки,
распознавать объекты и жесты и реагировать на голосовые команды. Заряда
аккумуляторов, спрятанных в «животе» робота, пока хватает всего лишь на
30 минут работы, но в дальнейшем планируется существенно увеличить это
время и превратить Asimo в полноценного домашнего
помощника.
При
помощи шлема человек может заставить робота производить несложные действия. К
примеру, Asimo понимает, когда человек
думает о движении руками, беге или еде. На обработку сигнала и последующее
выполнение команды у робота уходит несколько секунд. Для подготовки к работе
системе считывания мыслей необходимо до трех часов адаптации под каждого
пользователя. Во время испытаний, в которых приняли участие трое человек, в 90%
случаев система успешно передавала мысли людей роботу, однако между мысленным
приказом и его исполнением проходило порядка 7-9 секунд.
НЕВЕДОМОЕ ЗАВТРА
«Телепатические»
игрушки уже сегодня вызывающе дешевы, особенно по сравнению с лабораторными
системами, которые стоят тысячи и десятки тысяч долларов. А это значит, что интерфейс
«мозг-компьютер» совсем скоро может стать чрезвычайно популярным — и не
только среди тех, кто желает просто поиграть. Вспомним, что произошло после
появления одного из самых революционных интерфейсов последних лет — беспроводного
контроллера игровой приставки Nintendo Wii. Множество энтузиастов
немедленно взялись за эксперименты, придумывая самые разные применения
необычному джойстику. Появились системы, заставляющие промышленного робота
играть в теннис, отслеживающие движения головы и даже преобразующие обычный
телевизионный сигнал в трехмерное изображение. Можно представить, какой интерес
среди изобретательной публики вызвали устройства компаний Emotiv и NeuroSky, появившись на прилавках
магазинов!
Emotiv EPOC распознает 12 различных движений в компьютерных играх и понимает человеческие эмоции
Глава
NeuroSky Янг считает, что выпускаемые
сегодня датчики можно отнести к первому поколению, поскольку их нужно надевать
на голову. Устройства второго поколения будут улавливать мозговые волны и
другие биосигналы на расстоянии. Их можно будет широко использовать в
автомобилях: встраивать в сиденья, в ремни безопасности, в рулевое колесо или в
подголовники. Такие датчики на основе сигналов головного мозга смогут
определять самочувствие водителя (спит ли он или пьян) и даже угадывать его
желания (включить кондиционер, сделать музыку потише). В NeuroSky утверждают, что сотрудники
компании уже исследовали возможности использования этой технологии более чем в
300 продуктах.
Варианты
применения технологии ограничиваются только нашим воображением: это могут быть,
к примеру, управляемый силой мысли телевизионный пульт ДУ, интерактивные
видеоигры и даже гоночные автомобили. Впрочем, скептики утверждают, что
«телепатический» пульт никому не нужен: гораздо проще и быстрее нажать кнопку,
чем упорно концентрироваться. К тому же мало кто захочет постоянно носить на
голове датчики — даже миниатюрными Bluetooth-гарнитурами пользуется
далеко не каждый владелец мобильного телефона.
При помощи шлема человек может заставить робота производить несложные действия. К примеру, Asimo понимает, когда человек думает о движении руками, беге или еде
Но
самое важное последствие распространения телепатической техники заключается в
том, что дети получат в свое распоряжение интерактивную технологию, способную
создавать убедительную альтернативную реальность. Представители подрастающего
поколения будут считать совершенно естественным управление машинами силой
мысли. Что произойдет с молодежью, которая вырастет на подобных игрушках?
Как отразится на них привычка в течение длительного времени концентрироваться
на решении элементарных задач? Уже давно ведутся споры о том, как интернет,
компьютерные игры и другие современные технологии влияют на мозг подрастающего
поколения. И пока никто не может дать однозначный ответ.
Конкурс:
26.11.2009, 4:50
