Interfejs mózg-komputer

Z Wikipedii

Interfejs mózg-komputer (ang. brain-computer interface, BCI) – interfejs pozwalający na bezpośrednie sterowanie komputerem za pomocą mózgu. Odpowiednio zaprogramowany komputer może umożliwiać, bez pośrednictwa mięśni, komunikację z otoczeniem (przez pisanie tekstów) lub sterowanie urządzeniami, np. kontrolę oświetlenia, telewizora itp.

Spis treści 1 Implementacje 2 Zastosowania 3 Źródło 4 Zobacz też 5 Linki zewnętrzne

[edytuj] Implementacje

Najbardziej obiecujące są systemy BCI oparte o odczyt elektroencefalogramu (EEG). Pozostałe podejścia wymagają albo wszczepiania elektrod podczaszkowych, albo – jak systemy oparte na fMRI lub NIRS – wykazują kilkusekundowe opóźnienia, a w przypadku fMRI wymagają bardzo drogiej, nieprzenośnej aparatury (skaner fMRI z polem powyżej 3 T). Wśród BCI opartych o EEG, najefektywniej działają trzy podstawowe paradygmaty:

1. SSVEP (ang. steady state visual evoked potentials), oparte o koncentrowanie uwagi na symbolu migającym z częstością, która jest odzwierciedlana w EEG. Na przykład na matrycy cyfr 3x3 każda klatka miga z inną częstością. Skoncentrowanie uwagi na jednej z cyfr powoduje pojawienie się w EEG odpowiadającej częstości.
2. P300, oparte o detekcję potencjałów wywołanych przez podświetlenie np. oczekiwanej litery. Tu najczęściej podświetlane są wiersze i kolumy macierzy liter. Podświetlenie wiersza lub kolumny, w której znajduje się litera, na której koncentrujemy uwagę, powoduje pojawienie się specyficznego potencjału wywołanego. Niestety jego detekcja, przy aktualnym stanie metodologii analizy sygnałów, może wymagać szeregu powtórzeń, co zmniejsza szybkość transferu informacji.
3. ERD/ERS (ang. event-related desynchronization/synchronization), oparte o odczyt intencji ruchu prawą/lewą ręką i np. stopą. Ten najbardziej "naturalny" tryb sterowania przez EEG, w którym np. wyobrażenie ruchu prawą ręką może oznaczać "skręć w prawo", a ruchu stopą - "poruszaj się do przodu", jest jednocześnie najbardziej skomplikowane w realizacji. Odróżnienie intencji ruchu np. lewą i prawą kończyną możliwe jest częściowo dzięki lateralizacji funkcji mózgu, więc wymaga stosunkowo dużej ilości elektrod. Jeszcze trudniejsza jest detekcja samych ERD/ERS, które w "czystej" postaci widoczne są po uśrednieniu EEG z wielu powtórzeń tego samego wyobrażenia.

[edytuj] Zastosowania

Głównym zastosowaniem BCI jest umożliwienie komunikacji ze światem zewnętrznym pacjentom w ciężkich stadiach takich chorób jak stwardnienie zanikowe boczne (ang. amyotrophic lateral sclerosis, ALS), udar mózgowy podkorowy, zespół Guillain-Barre’a, mózgowe porażenie dziecięce (ang. cerebral palsy) czy stwardnienie rozsiane (SM).

Stwardnienie zanikowe boczne (ang. amyotrophic lateral sclerosis, ALS) to poważna neurodegeneracyjną choroba układu nerwowego, która niszczy część centralnego układu nerwowego odpowiedzialną za ruch; nie uszkadza natomiast, czucia, zdolności poznawczych i intelektu. Osoby, które na nią zapadają, stopniowo tracą kontrolę nad własnym ciałem i w ciągu 2 do 3 lat osiągają stan, kiedy nie mają żadnej możliwości skomunikowania się z otoczeniem, pozostając niewolnikami własnych ciał, skazanymi na trwanie przy życiu bez możliwości wyrażenia własnych potrzeb, opinii i emocji. ALS to choroba neurodegeneracyjna przebiegająca z zanikiem neuronów w rogach przednich rdzenia kręgowego, którymi biegną sygnały ruchowe do narządów wykonawczych - mięśni. Najbardziej okrutne jest jednak to, że choroba niszcząc tylko neurony ruchowe nie upośledza w najmniejszym stopniu intelektu chorych co czyni ich więźniami własnych ciał. Chorzy ci nie mogą mówić natomiast ich inteligencja jest pełna. Są skazani na bierną obserwację tego co się z nimi dzieje bez możliwości zareagowania na ból (też nie upośledzony) czy niewygodę. Często są przez otoczenie traktowani jak upośledzeni umysłowo. Znanym wyjątkiem jest kosmolog Stephen Hawking żyjący już 40 lat z ALS i z powodzeniem prowadzący jeszcze do niedawna wykłady za pomocą generatora mowy sterowanego ruchami gałek ocznych - jest to przykład tak zwanego zależnego interfejsu mózg-komputer (ang. dependent BCI).

Uniezależnienie komunikacji od resztkowej funkcjonalności mięśni jest znacznie bardziej interesujące z naukowego punktu widzenia. Ponadto, takie niezależne interfejsy mózg-komputer (ang. indpendent BCI) są jedyną drogą komunikacji w skrajnych stadiach niektórych z tych chorób, gdy pacjent znajduje się w tzw. "completely locked-in state": przed osiągnięciem tego stanu pacjent musi zdecydować się na podłączenie do systemu wymuszonego oddychania ze względu na zanik funkcji także mięśni oddechowych, prowadzący w przeciwnym razie do śmierci.

Nie jest to jedyne zastosowanie tej nabierającej znaczenia technologii. Zastosowania wojskowe są z naturalnych względów znacznie mniej reprezentowane w publikacjach, jednak wydaje się, że nakłady na te badania są również bardzo duże. Podobnie w zakresie zastosowań rozrywkowo-mulimedialnych - na przykład firmy Emotiv Systems i NeuroSky reklamują już interfejsy do gier komputerowych.

[edytuj] Źródło

• Informacje o BCI na stronie osobistej Piotra J. Durki

[edytuj] Zobacz też

• Matrix - film prezentujący zaawansowany interfejs BCI

[edytuj] Linki zewnętrzne

• bci2000.org oprogramowanie do systemów BCI, udostępniane z kodem źródłowym przez Wadsworth Center z Nowego Jorku na licencji typu 'non-disclosure'

IPN sprawdzi, czy Józef Światło naprawdę nie żyje

Pion śledczy katowickiego IPN chce zbadać losy podpułkownika Józefa Światły, który w 1953 roku uciekł z Polski na Zachód - poinformował serwis tvp.info. W chwili obecnej prokuratorzy nie mają nawet pewności czy były wicedyrektor Departamentu X Ministerstwa Bezpieczeństwa faktycznie nie żyje.

Paweł Machcewicz dyrektorem Muzeum II Wojny Światowej

Minister Kultury i Dziedzictwa Narodowego Bogdan Zdrojewski powołał Pawła Machcewicza na stanowisko dyrektora Muzeum II Wojny Światowej w Gdańsku - poinformował dział prasowy ministerstwa.

Kaczyński: Sikorski szefem NATO? To dobre dla Polski

Według prezesa PiS Jarosława Kaczyńskiego "byłoby dobrze dla Polski", gdyby Radosław Sikorski lub Aleksander Kwaśniewski objęli stanowisko sekretarza generalnego NATO - bo to wzmacnia pozycję Polski. Zaznaczył, że "bliżej" mu do Sikorskiego.

Boże Narodzenie w Opoce

Rekolekcje on-line, przegląd tradycji adwentowych i świątecznych oraz konkurs MMS na zdjęcie szopki to nowe atrakcje portalu Opoka.

IPN ujawnił protokół przesłuchania Graczyka

IPN opublikował na swych stronach w internecie protokół przesłuchania b. oficera SB Edwarda Graczyka, jako świadka w śledztwie IPN w sprawie fałszowania przez SB akt mających dowodzić, że Lech Wałęsa był agentem o pseudonimie "Bolek".

Sąd: Informacja, że Graczyk nie żyje pochodziła z UOP

To z Urzędu Ochrony Państwa Sąd Lustracyjny dostał informację, że nie żyje b. oficer SB Edward Graczyk, który w 1970 r. miał rzekomo zwerbować Lecha Wałęsę - podała rzeczniczka Sądu Apelacyjnego w Warszawie.

Zaproszenia na wykład Dalajlamy jak świeże bułeczki

Planowany na 11 grudnia wykład Dalajlamy w Hali Torwar w Warszawie cieszy się bardzo dużym zainteresowaniem. Wszystkie zaproszenia zostały rozdane w ciągu godziny.

PiSzę do Ciebie - przypadek czy propaganda?

"PiSzę do Ciebie" - taki zapis hasła adwentowego wymyśliły "Gość Niedzielny" i "Mały Gość Niedzielny". Propaganda czy czysty przypadek? Kilka dni temu prezes PiS zapowiedział powrót do władzy dzięki parafiom. - Nie posunęlibyśmy się do czegoś takiego - komentuje hasło tygodników Mariusz Kamiński z PiS. - Doszukiwanie się w tym zapisie aluzji do PiS-u to paranoja - uważa ks. Tomasz Jaklewicz z redakcji "Małego Gościa Niedzielnego".

CBA zaprzecza by funkcjonariusze biura dostali nagrody za sprawę Sawickiej

Centralne Biuro Antykorupcyjne zaprzeczyło by jego funkcjonariusze biorący udział w operacji przeciwko posłance PO Beacie Sawickiej dostali premie sięgające nawet 30 tys. zł.

Prokuratura umorzyła śledztwo ws. nazwania prezydenta chamem

Warszawska prokuratura okręgowa umorzyła śledztwo dotyczące wypowiedzi posła PO Janusza Palikota, który oświadczył w lipcu w TVN24, że uważa prezydenta Lecha Kaczyńskiego "za chama". Wypowiedź Palikota nie może być uznana za zniewagę - uznała prokuratura.