Имплантат головного мозга

Материал из wikixw
Перейти к навигации Перейти к поиску

Мозговые имплантаты, часто называемые нейронными имплантатами, являются технологическими устройствами, которые подключаются непосредственно к мозгу биологического субъекта-обычно помещаются на поверхность мозга или прикрепляются к коре головного мозга . Общей целью современных мозговых имплантатов и в центре внимания многих современных исследований является создание биомедицинского протеза, обходящего области мозга, которые стали дисфункциональными после инсульта или других травм головы . это включает сенсорную замену, например, в видении. Другие мозговые имплантаты используются в экспериментах на животных просто для записи активности мозга по научным причинам. Некоторые мозговые имплантаты включают в себя создание интерфейсов между нейронными системами и компьютерными чипами . Эта работа является частью более широкой области исследований, называемой интерфейсами мозг-компьютер . (Исследование интерфейса мозг-компьютер также включает в себя такие технологии, как ЭЭГ-массивы, которые позволяют взаимодействовать между разумом и машиной, но не требуют прямой имплантации устройства .)

Нейронные имплантаты, такие как глубокая стимуляция мозга и стимуляция блуждающего нерва , все чаще становятся рутинными для пациентов с болезнью Паркинсона и клинической депрессией, соответственно

описание

Цель[править]

Мозговые имплантаты электрически стимулируют, блокируют или записывают (или оба записывают и стимулируют одновременно ) сигналы от отдельных нейронов или групп нейронов ( биологических нейронных сетей ) в мозге. Метод преграждать вызван внутрибрюшным vagal преграждать. это может быть сделано только там, где функциональные ассоциации этих нейронов приблизительно известны. Из-за сложности нейронной обработки и отсутствия доступа к потенциалу действия связанных сигналов с использованием нейровизуализации методы, применение мозговых имплантатов было серьезно ограничено до недавних достижений в нейрофизиологии и вычислительной мощности.

Исследования и приложения[править]

Исследования в области сенсорной замены добились значительного прогресса с 1970 года. Особенно в зрении, должном к знанию работы визуальной системы, импланты глаза (часто включая некоторые импланты мозга или контроль) были приложены с продемонстрированным успехом. Для слуха используются кохлеарные имплантаты, которые непосредственно стимулируют слуховой нерв. Вестибулокохлеарный нерв является частью периферической нервной системы, но интерфейс похож на интерфейс настоящих мозговых имплантатов.

Несколько проектов продемонстрировали успех в записи из мозга животных в течение длительных периодов времени. Уже в 1976 году исследователи NIH во главе с Эдвардом Шмидтом сделали записи потенциала действия сигналов от моторных кортексов макаки резуса с использованием неподвижных электродов "хэтпин", включая запись с одиночных нейронов в течение более 30 дней и последовательные записи в течение более трех лет с лучших электродов.

Схема электродной решетки" Юта"

Электроды "hatpin" были сделаны из чистого иридия и изолированы с parylene , материалами которые в настоящее время использованы в вставке Cyberkinetics блока Utah.Эти же электроды или их производные, использующие те же самые биосовместимые электродные материалы, в настоящее время используются в лабораториях визуального протезирования, лабораториях, изучающих нервную основу изучения, и двигательных подходах протезирования, отличных от Киберкинетических исследований.

Другие лабораторные группы производят свои собственные имплантаты, чтобы обеспечить уникальные возможности, недоступные из коммерческих продуктов.

Прорывы включают исследования процесса функционального перекомпоновки мозга всюду по изучению сенсорной дискриминации ,контролю физических устройств мозгами крысы, обезьянам по роботизированным рукам, дистанционному управлению механическими устройствами обезьянами и людьми, дистанционному контролю над движениями тараканов, электронным нейронным транзисторам для пиявок, первому сообщенному использованию множества Юты в человеке для двунаправленной сигнализации. В настоящее время в ряде групп проводится предварительное моторное протезирование человека. Эти исследования в настоящее время ограничены несколькими месяцами долговечностью имплантатов. Массив теперь формирует компонент датчика Braingate .

Много исследований также делается на поверхностной химии нервных имплантатов в попытке проектировать продукты, которые минимизируют все отрицательные эффекты, которые активный имплантат может иметь на мозг, и что тело может иметь на функции имплантата.

Другой тип нейронного имплантата , на котором проводятся эксперименты,-это кремниевые чипы нейронной памяти, которые имитируют обработку сигналов, выполняемую функционирующими нейронами, что позволяет мозгу людей создавать долговременные воспоминания.

В 2016, научные работники на Университете Иллинойса на Urbana–Champaign объявили развитие малюсеньких датчиков мозга для контроля пользы послеоперационного, которые плавят прочь когда они больше не необходимы.

Военные силы[править]

DARPA объявила о своем интересе к разработке "насекомых-киборгов" для передачи данных от датчиков, имплантированных в насекомое во время стадии куколки. Движение насекомого будет контролироваться с помощью Микроэлектромеханической системы (МЭМС) и может, вероятно, исследовать окружающую среду или обнаруживать взрывчатые вещества и газ. точно так же DARPA разрабатывает нейронный имплантат для дистанционного управления движением акул . Затем уникальные чувства акулы будут использоваться для обеспечения обратной связи с данными о движении вражеского корабля или подводных взрывчатых веществ.

В 2006 году исследователи из Корнельского университета изобрели новую хирургическую процедуру для имплантации искусственных структур насекомым во время их метаморфического развития. первые насекомые-киборги, мотыльки со встроенной электроникой в грудной клетке , были продемонстрированы теми же исследователями. первоначальный успех методов привел к увеличению исследований и созданию программы под названием Hybrid-Insect-MEMS, HI-MEMS. Его цель, согласно DARPA ' s Microsystems Technology Office, развить "плотно Соединенные интерфейсы машин-насекомого путем устанавливать микромеханические системы внутри насекомых во время ранних стадий метаморфозы".

Использование нейронных имплантатов было недавно предпринято, с успехом, на тараканах. Хирургическим путем на насекомое были наложены электроды, которые дистанционно управлялись человеком. Результаты, хотя иногда и разные, в основном показали, что таракан может управляться импульсами, которые он получает через электроды. DARPA теперь финансирует это исследование из-за его очевидных полезных заявлений к вооруженным силам и другим областям

В 2009 году на конференции Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) Micro-electronic mechanical systems (MEMS) в Италии исследователи продемонстрировали первого "беспроводного" киборга летающего жука.[30] инженеры Калифорнийского университета в Беркли впервые разработали проект " жука с дистанционным управлением ", финансируемый программой DARPA HI-MEMS. это сопровождалось позже в том году демонстрацией беспроводного контроля "лифтового" моли-киборга.

В конце концов исследователи планируют разработать HI-MEMS для стрекоз, пчел, крыс и голубей. для того, чтобы кибернетическая ошибка HI-MEMS считалась успешной, она должна пролететь 100 метров (330 футов) от начальной точки, направляемая через компьютер в контролируемую посадку в пределах 5 метров (16 футов) от определенной конечной точки. После приземления кибернетический жук должен оставаться на месте.

В 2015 году сообщалось, что ученые из Лаборатории восприятия и распознавания нейротехнологий Южного федерального университета в Ростове-на-Дону предложили использовать крыс с микрочипами в мозге для обнаружения взрывных устройств.

В 2016 году сообщалось, что американские инженеры разрабатывают систему, которая превратит саранчу в "дистанционно управляемые детекторы взрывчатых веществ" с электродами в мозгу, которые передадут информацию об опасных веществах их операторам.

Реабилитация[править]

См. также: нанотехнологии и нейротехнологии

Нейростимуляторы используются с 1997 года для облегчения симптомов таких заболеваний , как эпилепсия , болезнь Паркинсона, дистония и в последнее время депрессия .

Современные мозговые имплантаты изготавливаются из различных материалов , таких как вольфрам , кремний , платина - иридий или даже нержавеющая сталь . Будущие мозговые имплантаты могут использовать более экзотические материалы, такие как наноразмерные углеродные волокна ( нанотрубки) и поликарбонат уретан .

Историческое исследование[править]

См. также: История нейровизуализации

В 1870 году Эдуард Хитциг и Густав Фрич продемонстрировали, что электрическая стимуляция мозга собак может производить движения. Роберт Бартолоу показал то же самое для людей в 1874 году. К началу 20-го века Федор Краузе начал систематически отображать области человеческого мозга, используя пациентов, перенесших операцию на головном мозге .

Выдающиеся исследования были проведены в 1950-х годах. Роберт Г. хит экспериментировал с агрессивными психически больными, стремясь влиять на настроение испытуемых посредством электрической стимуляции.

Физиолог Йельского университета Хосе Дельгадо продемонстрировал ограниченный контроль над поведением животных и человека с помощью электронной стимуляции. Он изобрел стимулятор или трансдермальный стимулятор, устройство, имплантированное в мозг для передачи электрических импульсов, которые изменяют основные виды поведения, такие как агрессия или ощущения удовольствия.

Позже Дельгадо написал популярную книгу по управлению разумом под названием "физический контроль разума", в которой он заявил: "была продемонстрирована возможность дистанционного управления деятельностью у нескольких видов животных [...] Конечная цель этого исследования - обеспечить понимание механизмов, участвующих в направленном контроле животных, и обеспечить практические системы, подходящие для применения человеком . "

В 1950-х годах ЦРУ также финансировало исследования в области методов контроля сознания с помощью таких программ, как MKULTRA . Возможно, потому , что он получил финансирование для некоторых исследований через Управление военно-морских исследований США, было предложено (но не доказано), что Дельгадо также получил поддержку через ЦРУ. Он отрицал это утверждение в статье 2005 года в Scientific American, описывающей его только как спекуляцию теоретиками заговора. Он заявил, что его исследование было только прогрессивно научно мотивировано, чтобы понять, как работает мозг.

Проблемы и этические соображения[править]

См. также: Нейроэтика

Поднятые этические вопросы включают в себя, кто является хорошим кандидатом для получения нейронных имплантатов и каковы хорошие и плохие способы использования нейронных имплантатов. Пока глубокое стимулирование мозга все больше и больше будет по заведенному порядку для пациентов с заболеванием Parkinson, могут быть некоторые поведенческие побочные эффекты. Отчеты в литературе описывают возможность апатии, галлюцинаций, компульсивной азартной игры, гиперсексуальности, когнитивной дисфункции и депрессии. Однако они могут быть временными и связаны с правильным размещением и калибровкой стимулятора и поэтому потенциально обратимы.[40]

Некоторые трансгуманисты , такие как Рэймонд Курцвейл и Кевин Уорвик , рассматривают имплантацию мозга как часть следующего шага для людей в развитии и эволюции, тогда как другие , особенно биоконсерваторы , рассматривают их как неестественные, с человечеством, теряющим существенные человеческие качества. Это вызывает споры, подобные другим формам человеческого совершенствования . Например, утверждается, что имплантаты технически превращают людей в кибернетические организмы ( киборгов ). Также ожидается, что все исследования будут соответствовать Хельсинкской декларации. Кроме того, к лицу, носящему имплантаты, применяются обычные юридические обязанности, такие как информирование о том, что имплантаты являются добровольными, за немногими исключениями.

Другие проблемы связаны с уязвимостью нейронных имплантатов для киберпреступности или интрузивного наблюдения, поскольку нейронные имплантаты могут быть взломаны, неправильно использованы или неправильно сконструированы.

Саджа заявляет, что" личные мысли важны для защиты", и не считает хорошей идеей просто обвинить правительство или любую компанию в их защите. Уолтер Гленнон, нейроэтик Университета Калгари отмечает ,что" существует риск взлома микрочипов третьими лицами "и что"это может помешать намерению пользователя выполнять действия, нарушающие конфиденциальность путем извлечения информации из чипа".

В беллетристике и философии[править]

См. также: категория: взаимодействие мозга и компьютера в художественной литературе

Киборг <- гробиК <-

Мозговые имплантаты теперь часть современной культуры, но были ранние философские ссылки актуальности еще Рене Декарт .

В своих размышлениях 1641 года Декарт утверждал, что было бы невозможно сказать, был ли весь его очевидно реальный опыт фактически произведен злым демоном, намеревающимся обмануть. Современный поворот в аргументации Декарта дает мысленный эксперимент "Мозг в чане", который представляет мозг, поддерживаемый отдельно от тела в чане с питательными веществами и подключенный к компьютеру, который способен стимулировать его таким образом, чтобы создать иллюзию, что все нормально.

Популярная научная фантастика, обсуждающая мозговые имплантаты и контроль разума, стала широко распространенной в 20-м веке, часто с дистопическим взглядом. Литература в 1970-х годах углубилась в эту тему, включая терминального человека Майкла Крайтона , где человек, страдающий от повреждения мозга, получает экспериментальный хирургический имплантат мозга, предназначенный для предотвращения судорог, которые он злоупотребляет, вызывая удовольствие. Другим примером является научная фантастика Ларри Нивена о проволочных головах в его "известных космических" рассказах.

Опасение, что технология будет неправильно использоваться правительством и военными, является ранней темой. В сериале 1981 BBC The Nightmare Man пилот высокотехнологичной мини-подводной лодки связан со своим кораблем через имплантат мозга, но становится диким убийцей после разрыва имплантата.

Возможно, самым влиятельным Романом, исследующим мир имплантатов мозга, был роман Уильяма Гибсона 1984 Neuromancer . Это был первый роман в жанре, который стал известен как " киберпанк". Это следует за компьютерным хакером через мир, где наемники увеличены с мозговыми имплантами, чтобы увеличить силу, видение, память, и т.д. Гибсон монтирует термин " матрица "и вводит понятие" домкрата " с головными электродами или прямыми имплантатами. Он также исследует возможные применения зрелищности имплантатов мозга как "simstim" (сымитированное стимулирование) которое прибор используемый для того чтобы записать и воспроизвести опыты.

Работа Гибсона привела к взрыву в популярной культуре ссылок на мозговые имплантаты. Его влияние ощущается, например , в ролевой игре Shadowrun 1989 года, которая заимствовала его термин "datajack" для описания интерфейса мозг-компьютер. Имплантаты в романах и рассказах Гибсона сформировали шаблон для фильма 1995 года "Джонни Мнемоник", а затем "Матрица трилогии".

Криминальное чтиво с имплантами или мозговыми имплантами включает в себя новые серии Typers, фильм Человек-Паук 2, сериал Земля: финальный конфликт и многочисленные компьютерные/видеоигры.

  • Цикл Gap (The Gap into): в серии романов Стивена Р. Дональдсона использование (и неправильное использование) технологии "zone implant" является ключом к нескольким сюжетным линиям.
  • Призрак в оболочке аниме и манга франшизы: кибермозг технологии нейронного увеличения является фокусом. Имплантаты мощных компьютеров обеспечивают значительно увеличенный объем памяти, полное запоминание, а также возможность просмотра его или ее собственных воспоминаний на внешнем устройстве просмотра. Пользователи могут также начать телепатический разговор с другими пользователями кибермозга, недостатками которого являются взлом кибермозга, вредоносное изменение памяти и преднамеренное искажение субъективной реальности и опыта.
  • В клятве верности Ларри Нивена и Джерри Пурнеля (1981) аркология с высоким наблюдением и феодальным обществом построена частной компанией из-за беспорядков вокруг Лос-Анджелеса. Его системы управляются Милли, продвинутой компьютерной системой, с некоторыми высокопоставленными руководителями, способными общаться непосредственно с ним и учитывая всеведение работы аркологии через дорогие имплантаты в их мозге.

Фильм[править]

  • Brainstorm (1983): военные пытаются взять под контроль новую технологию, которая может записывать и передавать мысли, чувства и ощущения.
  • RoboCop (1987) научно-фантастический боевик. Полицейский Алекс Мерфи убит и возрожден как сверхчеловеческий киборг правоохранительных органов.
  • Джонни Мнемоник (Johnny Mnemonic, 1995): главный герой выступает в роли "мнемонического курьера" посредством имплантата для хранения в его мозге, позволяя ему переносить конфиденциальную информацию незамеченной между сторонами.
  • Кандидат от Маньчжурии (2004): в качестве средства управления разумом у обнадеживающего президента Рэймонда шоу бессознательно есть чип, имплантированный в его голову Manchurian Global, вымышленной геополитической организацией, направленной на создание частей правительственных спящих ячеек или марионеток для их денежного продвижения.
  • Hardwired (2009): корпорация, пытающаяся вывести маркетинг на новый уровень, внедряет чип в мозг главного героя.
  • Terminator Salvation (2009): персонаж по имени Маркус Райт обнаруживает, что он киборг и должен выбрать борьбу за людей или злой искусственный интеллект .

Телевидение[править]

  • Немецкий ученый работает над способом подавления чрезмерно агрессивных солдат путем разработки имплантатов, которые непосредственно стимулируют центры удовольствия мозга. Также известный как похитители разума .
  • Шесть миллионов долларов Человек (1974-1978) Стив Остин терпит несчастный случай и восстановлен как киборг .
  • Бионическая женщина (1976-1978) Хайме Соммерс терпит несчастный случай и восстановлена как киборг .
  • У персонажа Блейка 7: Olag Gan есть мозговой имплантат , который должен предотвратить будущую агрессию после того, как его осудили за убийство офицера из репрессивной Федерации.
  • Dark Angel : пресловутая красная серия использует нейро-имплантаты, вставленные в ствол мозга у основания черепа, чтобы амплифицировать их и гипер-адренализировать их и сделать их почти непреодолимыми. К сожалению, последствия имплантации выжигают их систему после шести месяцев до года и убивают их.
  • The X-Files (эпизод: Дуэйн Барри, относящийся к чрезмерному мифарку серии.Агент ФБР Дана Скалли обнаруживает имплантат, установленный под кожей на затылке, который может читать ее каждую мысль и изменять память с помощью электрических сигналов, которые изменяют химию мозга.
  • Франшиза Star Trek: члены коллектива Borg оснащены мозговыми имплантатами, которые соединяют их с коллективным сознанием Borg.
  • Франшиза Stargate SG-1: продвинутые репликаторы , интерфейс Asuran с людьми, вставляя их руку в мозг людей.
  • Fringe: наблюдатели используют иглообразный самонаводящийся имплантат, который позволяет им читать мысли других людей за счет эмоций. Имплантат также позволяет осуществлять телепортацию на короткие расстояния и повышает интеллект.
  • Лицо, представляющее интерес, сезон 4. Эпизод 81 или 13. Название "M. I. A "" один из многих невинных людей, на которых самаритяне экспериментируют с нейронными имплантатами."
  • В сериале Outer Limits (1995) эпизод назван прямой и узкой (The Outer Limits) . Студенты вынуждены иметь мозговые имплантаты и контролируются ими.
  • В телесериале "внешние пределы" (1995) эпизод называется "сообщение" (The Outer Limits) . Персонаж по имени Дженнифер Винтер получает мозговой имплантат, чтобы слышать.
  • В The Outer Limits (1995 сериал) , эпизод под названием "живой ад", сезон 1 Эпизод 9. Персонаж по имени Бен колер получает мозговой имплантат, чтобы спасти свою жизнь.
  • В телесериале "внешние пределы" (1995) эпизод под названием "Судный день" (The Outer Limits) персонаж , которого судят преступник , имеет чип, имплантированный в продолговатый мозг нижнего ствола мозга . Насильственно имплантированный чип вызывает подавляющую боль и дезориентацию с помощью пульта дистанционного управления в пределах диапазона.
  • В телесериале "внешние пределы" (1995) , эпизод под названием "Пробуждение", третий сезон, Эпизод 10, неврологически ослабленная женщина получает мозговой имплантат, чтобы помочь ей стать более похожей на типичного человека.
  • Black Mirror, британский научно-фантастический телевизионный антологический сериал, имеет несколько эпизодов, в которых персонажи имеют имплантаты на голове или в мозге или глазах, обеспечивая запись и воспроизведение видео, дополненную реальность и связь.
  • Земля: заключительный конфликт, в сезон 1, эпизод 12, названный "пробег Сандовала", характер по имени Сандовала испытывает расстройство его мозгового имплантата.
  • Земля: заключительный конфликт, в сезон 4, эпизод 12, названный "саммитом", характер по имени Лиам имплантирован с нейронным устройством наблюдения.

Видеоигры[править]

  • В видеоиграх PlanetSide и Chrome игроки могут использовать имплантаты, чтобы улучшить свою цель, работать быстрее и лучше видеть, а также другие улучшения.
  • Серия видеоигр Deus Ex рассматривает природу и удар людского повышения относительно большого разнообразия протеза и имплантатов мозга. Deus Ex: Человеческая Революция, установленный в 2027, детализирует влияние на общество человеческого увеличения и противоречия, которые это могло произвести. Несколько персонажей в игре имплантировали нейрочипы, чтобы помочь их профессиям (или их прихоти). Примерами являются пилот вертолета с имплантированными чипами, чтобы лучше пилотировать свой самолет и анализировать траектории полета, скорость и пространственную осведомленность, а также Хакер с интерфейсом мозг-компьютер, который позволяет прямой доступ к компьютерным сетям, а также действовать как "человек прокси", чтобы позволить человеку в удаленном месте контролировать свои действия.
  • Игра поднимает вопрос о недостатках такого рода увеличения, поскольку те, кто не может позволить себе улучшения (или возражать против их получения), быстро оказываются в серьезном невыгодном положении против людей с искусственным улучшением своих способностей. Также исследуется призрак принуждения к механическим или электронным усовершенствованиям, чтобы получить работу. В сюжетной линии рассматривается эффект отторжения имплантата с помощью вымышленного препарата "Нейропозин", который разрушает глиальную ткань, а также вызывает сильное привыкание, оставляя людям, у которых мало выбора, кроме как продолжать покупать препарат у биотехнологических корпораций, которые контролируют его цену. Без препарата, увеличенные люди испытывают отказ от имплантатов, калечащую боль и возможную смерть.

См. также[править]

Читать[править]

//en.wikichip.org/

Пруф[править]

/singularityhub.com/2010/09/08/80000-and-counting-brain-implants-on-the-rise-world-wide/

Источник — https://wikixw.ru/index.php?title=Имплантат_головного_мозга&oldid=46469