Première partie: le colosse humain
Deuxième partie: le cerveau
Troisième partie: survoler le nid des neurones
Quatrième partie: interfaces de neuro-ordinateur
Cinquième partie: Le problème Neuaralink
Sixième partie: Age of Wizards 1
Sixième partie: Age of Wizards 2
Septième partie: La grande fusion
Vidéo promotionelle:
En 1969, un scientifique nommé Eberhard Fetz a connecté un neurone dans le cerveau d'un singe à un cadran devant son visage. Les flèches ont dû bouger lorsque le neurone s'est déclenché. Lorsque le singe a pensé que le neurone était activé et que les flèches se sont déplacées, elle a reçu un bonbon à la banane. Au fil du temps, le singe a commencé à s'améliorer dans ce jeu, car il voulait des bonbons plus délicieux. Le singe a appris à activer un neurone séparé et est devenu le premier personnage à recevoir une interface de neuro-ordinateur.
Au cours des décennies suivantes, les progrès ont été plutôt lents, mais au milieu des années 90, la situation a commencé à changer et depuis lors, tout s'est accéléré.
Étant donné que notre compréhension de l'équipement du cerveau et des électrodes est plutôt primitive, nos efforts ont tendance à être orientés vers la création d'interfaces simples qui seront utilisées dans les zones du cerveau que nous comprenons le mieux, telles que le cortex moteur et le cortex visuel.
Et comme l'expérimentation humaine n'est possible que pour les personnes qui essaient d'utiliser le NCI pour soulager leurs souffrances - et parce que la demande du marché est centrée sur cela - nos efforts ont été presque entièrement consacrés à la restauration des fonctions perdues pour les personnes handicapées.
Les plus grandes industries NCI du futur, qui fourniront aux gens des superpuissances magiques et transformeront le monde, sont maintenant à l'état d'embryon - et nous devons être guidés par elles, ainsi que par nos propres suppositions, en réfléchissant à ce que le monde pourrait être en 2040, 2060 ou 2100.
Passons en revue.
Il s'agit d'un ordinateur créé par Alan Turing en 1950. Il s'appelle Pilot ACE. Un chef-d'œuvre de son temps.
Maintenant, regardez ceci:
En lisant les exemples ci-dessous, je veux que vous gardiez cette analogie devant vos yeux -
Pilot ACE est le même pour l'iPhone 7
que
chaque exemple ci-dessous est pour _
- et essayez d'imaginer quel tableau de bord devrait être en place. Nous y reviendrons plus tard.
Dans tous les cas, de tout ce que j'ai lu et discuté avec des personnes dans le domaine, il existe actuellement trois grandes catégories d'interfaces de neuro-ordinateurs en développement:
Premier NCI type n ° 1: utilisation du cortex moteur comme télécommande
Au cas où vous auriez oublié, le cortex moteur est ce type:
De nombreuses zones du cerveau nous sont incompréhensibles, mais le cortex moteur nous est moins incompréhensible que d'autres. Et plus important encore, il est bien cartographié, ses différentes parties contrôlent les différentes parties du corps.
Surtout, c'est l'une des grandes régions du cerveau qui est responsable de notre travail. Quand une personne fait quelque chose, le cortex moteur tire presque certainement les ficelles (au moins le côté physique de l'action). Par conséquent, le cerveau humain n'a pas besoin d'apprendre à utiliser le cortex moteur comme télécommande, car le cerveau l'utilise déjà comme tel.
Lève ta main. Maintenant, posez-le. Voir? Votre main est comme un petit drone jouet, et votre cerveau utilise simplement le cortex moteur comme télécommande pour enlever et repartir le drone.
Le but d'un NCI basé sur le cortex moteur est de s'y connecter, puis, lorsque la télécommande déclenche une commande, entendez cette commande et envoyez-la à un appareil qui peut y répondre. Par exemple, à portée de main. Un faisceau de nerfs est l'intermédiaire entre votre cortex et votre main. NCI est un intermédiaire entre votre cortex moteur et votre ordinateur. C'est simple.
L'un de ces types d'interfaces permet à une personne - généralement une personne paralysée du cou ou avec un membre amputé - de déplacer le curseur sur l'écran avec son esprit.
Tout commence par une matrice multi-électrodes à 100 broches implantée dans le cortex moteur humain. Le cortex moteur chez une personne paralysée fonctionne très bien - seule la moelle épinière, qui servait d'intermédiaire entre le cortex et le corps, a cessé de fonctionner. Ainsi, avec le réseau d'électrodes implanté, les chercheurs ont permis à la personne de bouger son bras dans différentes directions. Même s'il ne peut pas le faire, le cortex moteur fonctionne normalement, comme s'il le pouvait.
Quand quelqu'un bouge son bras, son cortex moteur explose avec l'activité - mais chaque neurone n'est généralement intéressé que par un type de mouvement. Par conséquent, un neurone peut se déclencher chaque fois qu'une personne bouge sa main vers la droite, mais s'ennuie lorsqu'elle se déplace dans d'autres directions. Alors un seul de ces neurones pourrait déterminer quand une personne veut déplacer sa main vers la droite, et quand non. Mais avec un réseau d'électrodes de 100 électrodes, chacune écoutera un neurone distinct. Ainsi, lors des tests, lorsqu'une personne est invitée à déplacer sa main vers la droite, par exemple, 38 neurones sur 100 enregistrent l'activité des neurones. Lorsqu'une personne veut déplacer sa main vers la gauche, 41 autres sont activées. En train de pratiquer des mouvements dans différentes directions et à différentes vitesses,l'ordinateur reçoit les données des électrodes et les synthétise en une compréhension générale du modèle d'activation neuronale, correspondant aux intentions de se déplacer le long des axes XY.
Ensuite, quand ils affichent ces données sur un écran d'ordinateur, une personne peut, par le pouvoir de la pensée, "essayer" de déplacer le curseur, contrôler réellement le curseur. Et il fonctionne. BrainGate a permis au garçon de jouer à un jeu vidéo avec juste le pouvoir de la pensée, en utilisant des NCI couplés au cortex moteur.
Et si 100 neurones peuvent vous dire où ils veulent déplacer le curseur, pourquoi ne peuvent-ils pas vous dire quand ils veulent prendre leur café et prendre une gorgée? Voici ce qu'a fait cette femme paralysée:
Une autre femme paralysée a réussi à voler dans un simulateur de chasseur F-35, et un singe est récemment monté dans un fauteuil roulant avec l'aide de son cerveau.
Et pourquoi se limiter aux seules mains? Le pionnier brésilien du NKI Miguel Nicolelis et son équipe ont construit un exosquelette entier qui a permis à une personne paralysée de prendre le coup de pied d'ouverture de la Coupe du monde.
Ces développements contiennent les germes d'autres technologies révolutionnaires futures, telles que les interfaces cerveau-cerveau.
Nicolelis a mené une expérience dans laquelle le cortex moteur d'un rat au Brésil, qui appuyait sur l'un des deux leviers d'une cage - dont le rat savait qu'il profiterait - était connecté via Internet au cortex moteur d'un autre rat aux États-Unis. Un rat aux États-Unis était dans une cage similaire, sauf que, contrairement à un rat au Brésil, elle n'avait aucune information sur lequel de ses deux leviers lui plairait - à part les signaux qu'elle a reçus du rat brésilien. Au cours de l'expérience, si le rat américain a correctement sélectionné le levier, le même tiré par le rat au Brésil, les deux rats ont reçu une récompense. S'ils ont tiré le mauvais, ils ne l'ont pas compris. Fait intéressant, au fil du temps, les rats se sont améliorés, ont travaillé ensemble, comme un seul système nerveux - bien qu'ils n'aient aucune idée de l'existence l'un de l'autre. Le succès du rat américain sans information était de 50%. Avec des signaux provenant du cerveau du rat brésilien, le taux de réussite est passé à 64%. Voici une vidéo.
En partie, cela fonctionnait aussi chez les humains. Deux personnes dans différents bâtiments ont travaillé ensemble tout en jouant à un jeu vidéo. L'un a vu le jeu, l'autre tenait un contrôleur. En utilisant de simples casques EEG, le joueur qui voyait le jeu pouvait, sans bouger ses bras, penser à bouger sa main pour «tirer» sur le contrôleur - et comme leurs cerveaux communiquaient entre eux, le joueur avec le contrôleur sentit le signal dans son doigt et appuya sur le bouton.
Premier type NCI n ° 2: oreilles et yeux artificiels
Il y a plusieurs raisons pour lesquelles donner la vue aux aveugles et le son aux sourds font partie des catégories les plus accessibles d'interfaces de neuro-ordinateurs.
Premièrement, comme le cortex moteur, le cortex sensoriel fait partie du cerveau que nous comprenons assez bien, en partie parce qu'ils ont tendance à bien se cartographier.
Deuxièmement, parmi la plupart des premières approches, nous n'avions pas besoin de nous occuper du cerveau - nous pouvions interagir avec les endroits où les oreilles et les yeux se connectent au cerveau, car c'est là que les troubles étaient les plus courants.
Et tandis que l'activité du cortex moteur du cerveau consistait principalement à lire des neurones pour extraire des informations du cerveau, les sens artificiels fonctionnent différemment - en stimulant les neurones à envoyer des informations vers l'intérieur.
Au cours des dernières décennies, nous avons assisté à un développement incroyable des implants cochléaires.
Un implant cochléaire est un petit ordinateur qui a un microphone à une extrémité (qui se trouve sur l'oreille) et un fil à l'autre qui se connecte à un réseau d'électrodes tapissant la cochlée.
Le son entre dans le microphone (le petit crochet en haut de l'oreille) et entre dans la chose brune, qui traite le son pour filtrer les fréquences moins utiles. La chose brune transmet alors l'information à travers la peau, par induction électrique, à un autre composant de l'ordinateur, qui convertit l'information en impulsions électriques et l'envoie à la cochlée. Les électrodes filtrent les impulsions en fréquence comme une cochlée et stimulent le nerf auditif comme les poils d'une cochlée. Voici à quoi ça ressemble de l'extérieur:
En d'autres termes, l'oreille artificielle remplit la même fonction de conversion du son en impulsions et de transmission au nerf auditif que l'oreille normale.
Mais ce n'est pas idéal. Pourquoi? Parce que pour envoyer un son au cerveau avec la même qualité que l'oreille ordinaire, vous avez besoin de 3500 électrodes. La plupart des implants cochléaires n'en contiennent que 16. Rugueux.
Mais nous sommes à l'ère du Pilot ACE - bien sûr, impoli.
Néanmoins, l'implant cochléaire d'aujourd'hui permet aux gens d'entendre la parole et de parler, ce qui est déjà bien.
De nombreux parents d'enfants sourds reçoivent des implants cochléaires à l'âge d'un an.
Dans le monde de la cécité, une révolution similaire est en cours sous la forme d'un implant rétinien.
La cécité est souvent le résultat d'une maladie rétinienne. Dans ce cas, l'implant peut remplir une fonction de vision similaire à celle d'un implant cochléaire pour l'audition (mais pas si directement). Il fait la même chose que l'œil normal, transmettant des informations aux nerfs sous forme d'impulsions électriques, tout comme les yeux.
Interface plus complexe qu'un implant cochléaire, le premier implant rétinien a été approuvé par la FDA en 2011 - l'implant Argus II fabriqué par Second Sight. L'implant rétinien ressemble à ceci:
Et cela fonctionne comme ceci:
L'implant rétinien possède 60 capteurs. Il y a environ un million de neurones dans la rétine. Rugueux. Mais voir des contours flous, des formes, des jeux de lumière et d'obscurité est bien mieux que de ne rien voir du tout. Ce qui est particulièrement intéressant, c'est qu'un million de capteurs ne sont pas du tout nécessaires pour obtenir une bonne vision - la modélisation a suggéré que 600-1000 électrodes suffiraient pour la reconnaissance faciale et la lecture.
Premier NCI type n ° 3: stimulation cérébrale profonde
Depuis la fin des années 1980, la stimulation cérébrale profonde est devenue un autre outil brut qui change encore la vie de nombreuses personnes.
En outre, il s'agit d'une catégorie de NCI qui ne sont pas liées au monde extérieur - c'est l'utilisation d'interfaces de neuro-ordinateurs pour se guérir ou s'améliorer en changeant quelque chose à l'intérieur.
Ce qui se passe ici, c'est un ou deux fils d'électrode, généralement avec quatre sites d'électrodes séparés, qui pénètrent dans le cerveau et aboutissent souvent quelque part dans le système limbique. Un petit stimulateur cardiaque est ensuite implanté dans la partie supérieure de la poitrine et connecté aux électrodes. Comme ça:
Les électrodes peuvent alors délivrer une petite charge au besoin, ce qui est utile pour de nombreuses choses importantes. Par exemple:
- réduction des tremblements chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson
- réduire la gravité des attaques
- réduction du trouble obsessionnel-compulsif
Grâce à des expériences (c'est-à-dire jusqu'à présent sans l'approbation de la FDA), les scientifiques ont pu soulager certains types de douleurs chroniques, telles que les migraines ou les douleurs fantômes dans les membres, guérir l'anxiété ou la dépression dans le SSPT, ou, en combinaison avec la stimulation musculaire, restaurer certains schémas cérébraux perturbés qui se sont dégradés après accident vasculaire cérébral ou maladie neurologique.
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Tel est l'état de la zone encore sous-développée du NCI. Et à ce moment, Elon Musk y entre. Pour lui et pour Neuralink, l'industrie moderne du NCI est le point A. Alors que nous avons étudié le passé tout au long de ces articles pour arriver au moment présent. Il est maintenant temps de regarder vers l'avenir - pour découvrir ce qu'est le point B et comment y parvenir.
ILYA KHEL
Première partie: le colosse humain
Deuxième partie: le cerveau
Troisième partie: survoler le nid des neurones
Quatrième partie: interfaces de neuro-ordinateur
Cinquième partie: Le problème Neuaralink
Sixième partie: Age of Wizards 1
Sixième partie: Age of Wizards 2
Septième partie: La grande fusion