Японцы научились управлять бытовой техникой силой мысли
В Японии успешно испытана уникальная система управления бытовыми электроприборами буквально одной только силой мысли. Как сообщают сегодня газеты, система разработана прежде всего для людей с нарушенными двигательными функциями.
В ходе экспериментов парализованные пациенты могли самостоятельно переключать каналы и регулировать звук телевизора, включать и выключать свет, выводить текст на монитор компьютера и запускать домашнего робота-помощника. Система разработана Национальным центром реабилитации нетрудоспособных людей (National Rehabilitation Center for Persons with Disabilities), расположенном в соседней с Токио префектуре Сайтама.
Для начала коммерческой реализации система еще требует технической доработки, но принцип ее функционирования доказал свою эффективность, отмечает ИТАР-ТАСС. Он строится на том, что электромагнитные волны, излучаемые мозгом в процессе мышления, улавливаются прикрепленными к голове 10 датчиками. Затем через специальный приемник они передаются в компьютер, где преобразуются в цифровой сигнал, который с помощью инфракрасных лучей отсылается в электрическое устройство. Чтобы система могла распознавать, о чем именно подумал человек, каждая команда выражена в виде одной или нескольких букв, которые отображены на мониторе перед глазами пациента. Например, включение телевизора обозначено буквой «А». То есть при взгляде на эту букву, мозг излучает определенную электромагнитную волну, которая улавливается датчиками. Скорость, с которой мысль превращается в конкретное действие, составляет около 15 секунд. Сообщается, что с помощью этой системы можно также выходить в Интернет и общаться в сети.
Массивы нанопроводов могут считывать сигналы индивидуальных нейронов.
Соединение нанопроводов и нейронов помогает измерению и пониманию мозговой активности.
Автор оригинальной статьи – Стив Брэдт (Steve Bradt)
Открывая совершенно новый интерфейс между нанотехнологией и нейробиологией, ученые гарвардского университета использовали тонкие кремниевые нанопровода чтобы детектировать, стимулировать и подавлять нервные сигналы вдоль аксонов и дендритов живых нейронов млекопитающих.
Гарвардский химик Чарльз Либер (Charles M. Lieber) и его коллеги сообщили на этой неделе в журнале Science о соединении нанопроводов и нейронов.
«Мы описываем первые искусственные синапсы между наноэлектрическими устройствами и отдельными нейронами млекопитающих, а также, впервые, соединение полупроводникового устройства – нанотранзистора – с отростками (neuronal projections), которые соединяют нейроны и переносят информацию в мозге. Эти исключительно локальные устройства могут детектировать, стимулировать или подавлять распространение нейронных сигналов с пространственным разрешением, недостижимым в существующих методиках» - рассказывает Либер. «Электрофизиологические измерения мозговой активности играют важную роль в понимании распространения сигналов в индивидуальных нейронах и нейронных сетях, но существующие технологии довольно грубы: электроды, введенные в клетки, инвазивны и повреждают их, а массивы микротехнологических (microfabricated) электродов слишком громоздкие, чтобы оотслеживать активность на уровне индивидуальных аксонов и дендритов - отростков нейрона, ответственных за передачу электрических сигналов и межнейронную коммуникацию».
В противоположность им, крошечные нанотранзисторы, разработанные Либером и его коллегами, формируют гибридный синапс, осторожно касаясь отростков нейрона, неинвазивны и в тысячи раз меньше чем электроника, которая используется для измерения мозговой активности в настоящее время.
Ранее группа Либера продемонстрировала, что нанопровода могут с большой точностью детектировать молекулярные маркеры, указывающие на наличие рака и обнаруживать отдельные вирусы. В последней работе группа воспользовалась сходством размеров ультратонких кремниевых нанопроводов с размерами аксонов и дендритов нервных клеток: нанопровода, как и ответвления нейронов, имеют ширину всего лишь в десятки нанометров и хорошо подходят для перехвата нервных сигналов.
Поскольку нанопровода такие тонкие – зона их контакта с нейроном имеет размеры не более одной двадцатимиллионной метра, Либер с коллегами получили возможность измерять и манипулировать электрической проводимостью в 50 точках вдоль одного аксона.
Текущая работа охватывает измерения сигналов только в одном нейроне, сейчас исследователи работают над мониторингом сигналов в больших сетях нервных клеток. Либер утверждает также, что устройство также может быть настроено для измерения и обнаружения нейротрансмитеров, химических веществ, которые проходят (leap в оригинале) через синапсы, перенося электрические импульсы от одного нейрона к другому.
«Эта работа может иметь революционный эффект для науки и технологии», говорит Либер. «Она дает нейробиологии новый подход в изучении и манипулировании распространением сигналов в нейронных сетях на уровне, недоступном другим технологиям, новую парадигму для построения сложных интерфейсов между мозгом и внешними нейропротезами (neural prosthetics), представляет новую, мощную методику для анализа клеток в реальном времени, полезную для разработки лекарственных средств и других применений, делает возможным создание гибридных цепей, которые объединят мощь цифровой наноэлектроники и биологических вычислительных компонентов».
Соавторами Лиебра по статье в Science являются сотрудники Гарвардского факультета химии и химической биологии Fernando Patolsky, Brian P. Timko, Guihua Yu, Ying Fang, Andrew B. Greytak, и Gengfeng Zheng,. Их работа поддерживалась DARPA и Applied Biosystems.
Оживлённый чип отдаёт приказы нервным клеткам
Учёные давно научились снимать электрические импульсы с нервных клеток. Уже придумана масса таких устройств. Но, кажется, никто до сих пор не попробовал пойти в обратном направлении: к электронике, способной произвольно влиять на внутриклеточные биологические процессы.
Биологи из Германии, Италии и Швейцарии, совместно со знаменитым изготовителем чипов — компанией Infineon Technologies построили микросхему, способную, потенциально, взаимодействовать сразу более чем с 16 тысячами нейронов, что намного больше, чем во всех прежних сходных экспериментах.
Ранее либо чипы работали с очень ограниченным числом нейронов, либо – с большим числом, но не с каждым по отдельности, а с их группами.
В рамках проекта NACHIP (смотрите также страницу проекта университета Падуи) исследователи планомерно идут к удивительной цели – взаимодействию компьютера с набором живых клеток (индивидуально), с возможностью не только получать от них информацию, но и влиять на работу генов в этих клетках.
Основные авторы NACHIP: Петер Фромхерц (Peter Fromherz) из отдела мембран и нейрофизики института биохимии Макса Планка (Department of Membrane and Neurophysics), Стефано Вассанелли (Stefano Vassanelli) из отдела физиологии и анатомии человека университета Падуи (Dipartimento di Anatomia e Fisiologia Umana) и Николас Грифф (Nikolaus G. Greeff) из института физиологии университета Цюриха (University of Zurich, Institute of Physiology).
Самое примечательное в проекте NACHIP то, что отличает его от предшествующих работ – "двусторонний подход" для решения проблемы тесного и эффективного взаимодействия живых нейронов и электроники.
Должна ли электроника стать более "живой", чтобы работать с нейронами, или нейроны нужно менять, чтобы научить их хорошо взаимодействовать с чипами?
А зачем выбирать? Нужно сделать и то, и другое. Так авторы проекта и поступили. С одной стороны, они использовали методы генной инженерии, чтобы подкорректировать строение нейронов, сделав их более "общительными", а с другой – применили новейшие методы микроэлектроники, чтобы максимально адаптировать чип к нейронам.
Из этого движения навстречу получилось вот что.
Специальный чип с поперечником всего в 1 миллиметр содержит 16 тысяч 384 транзистора и сотни конденсаторов. Когда на него высаживаются нервные клетки, транзисторы получают от них сигналы, а конденсаторы, под управлением транзисторов, посылают сигналы от электроники – нейронам.
С точки зрения физики, взаимодействие нейронов и схемы происходит благодаря перемещению ионов натрия через клеточную мембрану, что меняет локальный её заряд, на который реагирует транзистор. В свою очередь, управляемый электроникой заряд на конденсаторе влияет на ионный ток через мембрану, заставляя нейрон реагировать на "запрос" извне.
Использовав генную инженерию, исследователи (а работали они сначала с нейронами улитки, как с более крупными и простыми, а потом – с нейронами крыс, как с более сложными и меньшими по размеру) модифицировали нейроны животных, увеличив в их оболочках число ионных каналов и повысив их активность.
Сам чип также получил новшества: его покрыли белками, которые в мозге связывают нейроны вместе (своего рода клей) и также активируют ионные каналы в нейронах. В чипе были применены транзисторы с уменьшенным шумом, участки для возбуждения нейронов и соседние с ними транзисторы были сближены до нескольких микронов, чтобы можно было посылать импульс и получать отклик от одного единственного нейрона.
Немцы научились управлять компьютером с помощью головного мозга
13 марта 2007 г
Группа разработчиков Guger Technologies из Германии выпустила первую систему управления компьютером при помощи сигналов головного мозга (BCI). Система позволит пользователю создавать и отсылать сообщения по E-mail, а также управлять компьютерными играми, сообщается на сайте Gizmodо.
Система доступна для обычных PC и для карманных компьютеров под управлением Windows. Также существует вариант системы, который подразумевает имплантацию (правда, не указано, куда именно) устройства считывания сигналов мозга, но он еще прошел все стадии лабораторных исследований.
Работа системы обеспечивается за счет считывания электроэнцефалограммы головного мозга с помощью электродов, усиления сигнала и его программной интерпретации. Усилитель сигналов головного мозга подключается к компьютеру через USB-порт. По словам разработчиков, усилитель позволяет интерпретировать сигналы мозга с ювелирной точностью, что позволит существенно уменьшить количество электродов.
Система номинирована на Европейскую премию за достижения в области информационных и коммуникационных технологий (European ICT Prize).
Первое коммерчески доступное средство связи между мозгом и компьютером
Немецкая компания gTec объявила о выходе в продажу средства связи мозга и компьютера, над которым она работала много лет, и называется такое устройство gTec Pocket BCI. Идея состоит в том, что человек надевает на голову прибор и дальше использует мысли для передвижения по экрану монитора курсора или набора текста. "Pocket BCI" от gTec содержит в себе лишь шлем, приемник и соединяющие устройства, которые получают сигнал и передают к компьютеру. Шлем, который воспроизводит на экране мысли, соединяется с усилителем сигнала, который подключен через USB, PDA, или другое устройство передачи сигнала к компьютеру.
В настоящее время Pocket BCI может уже считывать слова или играть в pong, но в будущем планируются разработки, которые могли бы расширить функциональные возможности прибора. Pocket BCI продает свою технологию, на которой могут базироваться и другие приборы. В конечном счете, компания gTec разработает такое устройство, которое можно будет имплантировать в мозг человека для прямого контакта датчика прибора и самого мозга. С подобными системами можно было бы управлять инвалидным креслом одной только мыслью. Прибор был номинирован на премию European Information and Communication Technologies, которая оценивает
ЗАГРАНИЦА РАБОТАЕТ--А РУССКОЕ БЫДЛО ДАЖЕ НЕ МОЖЕТ ПОНЯТЬ СМЫСЛА МОИХ ГЕНИАЛЬНЫХ СТАТЕЙ!!!
Сергей Цимбалюк
независимый исследователь
www.nootelepat.narod.ru