ปีนี้ทำให้เกิดการผสมผสานที่น่าทึ่งของการปลูกถ่ายสมอง ซึ่งสามารถบันทึก ถอดรหัส และเปลี่ยนแปลงการทำงานของสมองได้

ดูเหมือนเดจาวู อินเทอร์เฟซของสมองและเครื่องจักรก็ให้เช่าฟรีในหัวของฉันด้วย บทสรุปของปีที่แล้ว แต่ด้วยเหตุผลที่ดี นักประสาทวิทยากำลังสร้างชิปอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนและยืดหยุ่นมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งผสานความอัจฉริยะของเครื่องจักรเข้ากับสมองและไขสันหลังของเราได้อย่างราบรื่นด้วยความเร็วทำลายสถิติ สิ่งที่เคยเป็นนิยายวิทยาศาสตร์ เช่น การช่วยให้คนเป็นอัมพาตสามารถเดิน ว่ายน้ำ และพายเรือคายัคได้กลับกลายมาเป็นความจริงแล้ว

ในปีนี้ การปลูกถ่ายสมองได้เปลี่ยนแปลงชีวิตของผู้คนไปไกลกว่านี้ ซอสที่ไม่เป็นความลับเหรอ? AI.

การปลูกถ่ายหนึ่งอัน ในไขสันหลังของผู้ป่วยโรคพาร์กินสันซึ่งจะทำลายเซลล์สมองประเภทหนึ่งอย่างช้าๆ เพื่อวางแผนการเคลื่อนไหว แปลความหมายของเขาที่จะเคลื่อนไหว หลังจากผ่านไปหลายทศวรรษ ชายผู้นี้ก็สามารถเดินเล่นไปตามถนนริมชายหาดได้อย่างสบายๆ อีกครั้ง การศึกษานี้ปูทางไปสู่การฟื้นฟูการเคลื่อนไหวในความผิดปกติของสมองอื่นๆ เช่น โรค Lou Gehrigซึ่งการเชื่อมต่อของระบบประสาทกับกล้ามเนื้อจะค่อยๆ สลายตัว หรือในผู้ที่สมองได้รับความเสียหายจากโรคหลอดเลือดสมอง

ทดลองอีก ใช้การกระตุ้นด้วยไฟฟ้าเพื่อเพิ่มความจำระยะสั้นในผู้ที่ได้รับบาดเจ็บที่สมอง การปะทะกันตามกำหนดเวลาอย่างระมัดระวังช่วยเพิ่มความสนใจในช่วงหลายทศวรรษหลังการบาดเจ็บ ช่วยให้ผู้เข้าร่วมสามารถจัดการงานประจำวันหลายๆ อย่างและทำงานอดิเรก เช่น อ่านหนังสือ

การปลูกถ่ายสมองยังเป็นเครื่องมือในการวินิจฉัยอีกด้วย หนึ่งการศึกษา ใช้การปลูกถ่ายเพื่อถอดรหัสรูปแบบคลื่นสมองที่เกี่ยวข้องกับภาวะซึมเศร้าและอาจคาดการณ์การกำเริบของโรค การศึกษาถอดรหัสว่าสัญญาณสมองแตกต่างกันอย่างไรระหว่างสมองที่มีสุขภาพดีและสมองที่หดหู่ ซึ่งอาจสร้างแรงบันดาลใจให้อัลกอริธึมที่ดีกว่าเพื่อกระตุ้นการทำงานของสมองให้ห่างจากภาวะซึมเศร้า

แต่บางทีความก้าวหน้าที่ยิ่งใหญ่ที่สุดก็คือการถอดรหัสคำพูด ซึ่งเป็นเทคโนโลยีนั่นเอง แปลความคิดเป็นคำและประโยค. เทคโนโลยีเหล่านี้ช่วยเหลือผู้ที่สูญเสียความสามารถในการพูด ทำให้พวกเขามีทางเลือกอื่นในการสื่อสารกับคนที่คุณรัก

นี่คือไฮไลท์ปี 2023 จากเจเนอเรชันใหม่ “การอ่านสมอง” การปลูกถ่าย

ความคิดที่จะส่งข้อความ

เราพูดในอัตราประมาณ 150 คำต่อนาที มันเป็นแถบที่สูงสำหรับการปลูกถ่ายสมอง

ความผิดปกติทางระบบประสาทหลายอย่าง เช่น โรคหลอดเลือดสมอง อัมพาต หรือกลุ่มอาการล็อคอิน ปล้นคนที่มีความสามารถในการพูด แม้ว่าจิตใจของพวกเขาจะยังสอดคล้องกันก็ตาม ในช่วงต้นปีนี้ ทีมงานจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดช่วยให้หญิงวัย 67 ปีฟื้นคำพูดของเธอด้วยความเร็ว 62 คำต่อนาที ซึ่งมากกว่าความเร็วของการปลูกถ่ายครั้งก่อนถึงสามเท่า ผู้หญิงคนนี้สูญเสียเสียงของเธอเนื่องจากโรคของ Lou Gehrig ซึ่งจะกัดกร่อนความสามารถของสมองในการควบคุมกล้ามเนื้อในการพูด การเคลื่อนไหว และการหายใจในที่สุด

การศึกษา ใช้คลังคำศัพท์ขนาดใหญ่เพื่อถอดรหัสคำพูดของเธอจากสองแหล่ง ได้แก่ กิจกรรมทางไฟฟ้าในพื้นที่ของ Broca, “ศูนย์ภาษา” ของสมอง และจากกล้ามเนื้อรอบปากของเธอ สัญญาณเหล่านี้ถูกป้อนเข้าสู่เครือข่ายประสาทที่เกิดซ้ำ ซึ่งเป็นอัลกอริธึมการเรียนรู้เชิงลึกประเภทหนึ่ง เพื่อแยกแยะองค์ประกอบพื้นฐานของคำพูด ในเวลาเพียงสามวัน ระบบสามารถถอดรหัสความคิดของผู้หญิงคนนั้นด้วยความเร็วสูงสุดเป็นประวัติการณ์ แม้ว่าจะมีข้อผิดพลาดก็ตาม

อีกระบบหนึ่ง ไปดีกว่าหนึ่ง แทนที่จะใช้อิเล็กโทรดที่เจาะสมอง อุปกรณ์ที่เรียกว่า ECoG สำหรับการตรวจด้วยไฟฟ้าประกอบด้วยอิเล็กโทรดคล้ายแผ่นเล็ก ๆ วางอยู่บนพื้นผิวของสมองเพื่อจับสัญญาณไฟฟ้า ยังคงจำเป็นต้องฝังไว้ใต้กะโหลกศีรษะ แต่จำกัดความเสียหายต่อเนื้อเยื่อที่ละเอียดอ่อนของสมอง อิเล็กโทรดแต่ละตัวซึ่งมีขนาดประมาณหัวหมุด สามารถบันทึกสัญญาณประสาทคุณภาพสูงได้

อีโคจีเป็น ใช้ครั้งแรก ในช่วงเปลี่ยนศตวรรษนี้เพื่อบันทึกคำพูดและสัญญาณการเคลื่อนไหวของผู้ที่เป็นโรคลมบ้าหมู ในไม่ช้ามันก็พัฒนาเป็นอุปกรณ์ที่อนุญาต บุคคลหนึ่ง มีอาการล็อคอินเพื่อสื่อสารความคิดโดยใช้อุปกรณ์ปลูกถ่ายที่บ้าน

มีอะไรใหม่คือการแนะนำ AI อัลกอริธึมบางตัวถอดรหัสการทำงานของสมองของการเคลื่อนไหวของเสียง เช่น ตำแหน่งของลิ้นและรูปร่างของปาก ในขณะที่โมเดลภาษาขนาดใหญ่ เช่น ที่ขับเคลื่อน ChatGPT จะสร้างประโยคจากข้อมูล แม้ว่าระบบจะสามารถแปลสัญญาณสมองเป็นข้อความได้ประมาณ 78 คำต่อนาที แต่ประมาณหนึ่งในสี่ก็มีข้อผิดพลาด แต่การสื่อสารแบบไม่ใช้คำพูดชดเชยข้อผิดพลาด: อุปกรณ์เทียมใช้การแสดงออกทางสีหน้าเพื่อสร้างภาพเคลื่อนไหวให้กับอวตารดิจิทัล ทำให้ผู้ป่วยมีรูปแบบการสื่อสารอีกรูปแบบหนึ่ง

จุดเปลี่ยน

การปลูกถ่ายสมองเป็นประเภทของส่วนต่อประสานระหว่างเครื่องจักรสมองและสมอง ตามชื่ออุปกรณ์เหล่านี้เชื่อมโยงสมองกับคอมพิวเตอร์ สรุป ความน่าเชื่อถือของ Olymp Trade? พวกเขาเชื่อมโยงทั้งสองอย่างเปิดกว้างสำหรับโซลูชันที่สร้างสรรค์

ระบบส่วนใหญ่วัดกิจกรรมทางไฟฟ้าในสมอง และมักต้องใช้สายเคเบิลที่เชื่อมต่ออิเล็กโทรดกับคอมพิวเตอร์ที่สามารถถอดรหัสกิจกรรมของระบบประสาทได้

ในปีนี้ เรียน ตัดสายไฟด้วยอุปกรณ์ฝังไร้สาย ระบบประกอบด้วยแผงวงจรขนาดเกรนที่ยืดหยุ่นได้ซึ่งกระจายอยู่ทั่วสมอง ซึ่งสามารถตรวจจับและจัดเก็บการเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมได้ชั่วคราว “โหนด” เหล่านี้จะส่งข้อมูลแบบไร้สายไปยังตัวรับสัญญาณรูปทรงหูฟัง ซึ่งประมวลผลข้อมูล ควบคุมการกระตุ้นสมองผ่านโหนด และจ่ายพลังงานให้กับอาเรย์ แม้ว่าระบบไร้สายจะยังคงต้องได้รับการผ่าตัดเพื่อฝัง

ทางเลือกอื่น? อุปกรณ์จับสัญญาณสมองโดยไม่ต้องผ่าตัด

หนึ่งการศึกษา ใช้ AI เพื่อแปลข้อมูลการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กเชิงฟังก์ชัน (fMRI) ซึ่งเป็นเทคนิคที่ไม่รุกราน ไปเป็น “ส่วนสำคัญ” ของความคิดของบุคคล เทคโนโลยีนี้ไม่ได้แปลการทำงานของสมองเป็นคำพูด แต่จะรวบรวมแนวคิดต่างๆ ในขณะที่มีวิวัฒนาการ แม้ว่าคำศัพท์จะสูญหายไปในการแปลก็ตาม การศึกษาอื่น วัดการทำงานของสมองด้วยอุปกรณ์สวมศีรษะที่มีลักษณะคล้ายหมวกว่ายน้ำซึ่งมีขั้วไฟฟ้าอยู่บนหนังศีรษะ ในขณะที่ผู้ใช้อ่านประโยคในใจอย่างเงียบๆ แคป - ด้วยความช่วยเหลือของ AI - แปล "ความคิด" ของเขาเป็นข้อความ

อุปกรณ์อื่นๆ กำลังสำรวจวิธีใหม่ๆ ในการเชื่อมต่อเครื่องจักรกับสมอง เช่น การใช้แสง หนึ่งการศึกษาล่าสุด เซลล์ประสาทรวมที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อตอบสนองต่อแสงและโพรบที่ยืดหยุ่น ซึ่งจะกระตุ้นเซลล์ประสาทเหล่านี้ด้วยไฟ LED ที่มีสีต่างกัน เมื่อรวมกับเทคโนโลยีทั่วไปที่ควบคุมการตั้งค่าแสง อุปกรณ์ดังกล่าวซึ่งมีพิกเซล LED อิสระมากกว่าพันพิกเซล จึงสามารถควบคุมกิจกรรมของเซลล์ประสาทหลาย ๆ ตัวพร้อมกันได้

เซลล์สมองมีเสียงดัง อุปกรณ์ใหม่ช่วยแยกแยะเสียงขรมเพื่อแก้ไขวงจรสมองที่อยู่ภายใต้บทบาททางจิตที่เฉพาะเจาะจง มันกระตุ้นเซลล์ประสาทได้ลึกถึงห้ามิลลิเมตรภายในสมองของเมาส์—โดยประมาณ ส่วนที่หนาที่สุด ของเยื่อหุ้มสมองของมนุษย์

ปรับเปลี่ยนกระบวนทัศน์

การปลูกถ่ายสมองไม่ใช่เครื่องอ่านใจ แต่เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาไปก็มีแนวโน้มที่จะพบเจอมากมาย กับระเบิดที่มีจริยธรรม. ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ที่เผยแพร่ความคิดในรูปแบบข้อความอาจละเมิดความเป็นส่วนตัวโดยไม่ได้ตั้งใจ

องค์การการศึกษา วิทยาศาสตร์ และวัฒนธรรมแห่งสหประชาชาติ (UNESCO) กำลังมองไปข้างหน้าอยู่แล้ว ฤดูร้อนนี้พวกเขา ได้เผยแพร่พิมพ์เขียว เกี่ยวกับเทคโนโลยีประสาท เรียกร้องให้มีกฎระเบียบระดับโลกและกรอบจริยธรรมในขณะที่การปลูกถ่ายสมองพุ่งไปสู่อนาคตที่ไม่รู้จัก ก่อนหน้านี้องค์กรได้พัฒนาแนวทางที่คล้ายกันสำหรับการพัฒนาที่สำคัญอื่นๆ เช่น วิธีใช้และแบ่งปันข้อมูลทางพันธุกรรมของมนุษย์ และวิธีพัฒนา AI เพื่อปรับปรุงสังคมโดยรวม

การปลูกถ่ายสมองดำเนินไปอย่างรวดเร็ว แต่ประโยชน์ใช้สอยในโลกแห่งความเป็นจริงเพิ่งเริ่มต้นเท่านั้น ด้วยพลังแห่งการเปลี่ยนแปลงมาพร้อมกับความรับผิดชอบ การสนทนาระดับโลกเกี่ยวกับการเข้าถึง ความเสมอภาค ความเป็นส่วนตัว และความหมายอื่นๆ ในเชิงปรัชญาว่าความเป็นมนุษย์ไม่ควรเป็นเรื่องที่ต้องคำนึงถึงภายหลัง แต่มันอาจจะมีความสำคัญพอๆ กับเทคโนโลยีเมื่อเราเข้าสู่ยุคของไซบอร์ก

เครดิตภาพ: Jerry Tang/Martha Morales/มหาวิทยาลัยเทกซัสออสติน

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai เพิ่มพลังให้กับตัวเอง เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตไอสตรีม. Web3 อัจฉริยะ ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตESG. คาร์บอน, คลีนเทค, พลังงาน, สิ่งแวดล้อม แสงอาทิตย์, การจัดการของเสีย. เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตสุขภาพ เทคโนโลยีชีวภาพและข่าวกรองการทดลองทางคลินิก เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://singularityhub.com/2023/12/29/welcome-to-the-cyborg-era-brain-implants-transformed-lives-this-year/