Прямий, неінвазивний інтерфейс мозок-мозок розроблений неврологами та комп'ютерними спеціалістами з Університету Вашингтона та Університету Карнегі-Меллона. Метод, який називається BrainNet, дозволяє спільно вирішувати проблеми, залучаючи більше двох людей. "Прямий переказ думок більше не є сферою наукової фантастики: створена соціальна мережа мозку", - пише MIT Technology Review.

спільного

За останні роки фізики та неврологи розробили ряд інструментів, які сприймають певні типи думок і передають інформацію про них іншим мозкам, а це означає, що комунікація мозок - мозок вже мала місце в минулому. Однак до цього часу все це було можливим лише між двома людьми, їм потрібен був фізичний рух для операції або використовувались інвазивні методи, тобто це не могло моделювати реальне спілкування. BrainNet, навпаки, дозволяє групове спілкування, не вимагає фізичних рухів і використовує неінвазивні пристрої.

У своєму дослідженні - BrainNet: багатоособовий інтерфейс мозку до мозку для прямої співпраці між мозками. мозок і передають інформацію іншому мозку. Використовуючи перший електроенцефалограф прямого інтерфейсу мозок-мозок людини (ЕЕГ) і транскраніальну магнітну стимуляцію (ТМС), він виявив сигнали рухової моторики від “Відправника”, а потім передав їх в рухову кору “Одержувача”, так що одиниця, що складається з відправника та одержувача інформації, нарешті, зміг виконати зорово-моторне завдання (Rao, RPN та ін. Прямий інтерфейс мозок-мозок у людей. PLOS ONE). Це вперше було розроблено авторами цього дослідження таким чином, що Відправник та Одержувач змогли ідентифікувати невідомий об'єкт шляхом повторюваного (ітеративного) обміну інформацією та вибрати його зі списку (Stocco, A. et al. Playing 20 запитань з розумом: спільне вирішення проблем людьми за допомогою інтерфейсу від мозку до мозку (PLOS ONE).

У поточній формі BrainNet дозволяє спілкуватися між двома Відправниками та одним Одержувачем, однак у систему можна вставити кілька Відправників (обмеження - кількість доступних пристроїв ЕЕГ та TMS). У дослідженні, що підтверджує принцип, три особи зайняли три різні кімнати і не мали можливості спілкуватися між собою традиційним способом. Разом тріада повинна була розв’язати завдання, схоже на тетріс, в якому блок квадратів, що падає на екран, повинен був обертатися, щоб відповідати шаблону, зображеному внизу екрана (його потрібно було повернути на 180 градусів або залишити без змін). Відправники з двома ЕЕГ бачили весь екран, тоді як Приймач як з ЕЕГ, так і з TMS бачив лише верхню половину екрана. Відправники повинні були вирішити, чи слід обертати падаючий блок, і тоді Одержувач, який отримав інформацію, був виконавцем (обертає або залишає блок без змін).

Відправник може вказати це: на кожній стороні екрану є два світлодіоди різної частоти, один випромінює світло частотою 15 Гц, а інший - частотою 17 Гц. Відправник може контролювати частоту сигналу, виявленого ЕЕГ, відповідно до того, на якому світлодіодному світлі він дивиться: частоти 15 та 17 Гц також відображаються на сигналах ЕЕГ (стійкий стан, візуально викликаний потенціал/SSVEP). Коли ЕЕГ виявляє в мозку сигнал 15 Гц, вона рухає курсор в одну сторону екрана, а коли курсор досягає цієї сторони, вона посилає сигнал Одержувачу: блок повинен бути інвертованим (сигнал є одиничним спалах). Інша частота передає повідомлення “не обертати”, рухаючи курсор в інший бік.

Завдання Одержувача (який бачить блок, але не те, як його слід обертати, оскільки він не бачить нижньої частини екрана) полягає в наступному: коли він отримує сигнали від Відправників через TMS, інтегрує їх і виконує через ЕЕГ - завдання. Однак важливим кроком є ​​також: ще один раунд обміну інформацією. Це пов’язано з тим, що Відправники перевіряють, чи Одержувач виконав завдання добре - падаючий блок тоді перебуває на половині шляху - і повторно надсилають інформацію, у світлі якої Одержувач може її змінити. Однак деякі Відправники ненадійні: вони відправляють неправильну інформацію десять разів із 16 повідомлень (загалом до дослідження було включено 15 тріад, кожна тріада виконувала завдання 16 разів), тобто з'являється еквівалент типової помилки в реальних соціальних ситуаціях . Одержувачі отримують відгук про те, чи була ротація успішною (на їх екрані з’являється підпис), тож дослідники також змогли перевірити, чи, зважаючи на це, Одержувачі змогли помітити, чи варто проігнорувати одне з повідомлень Відправника.

Як виявилося, спільне вирішення проблем може бути використано за допомогою інтерфейсу від мозку до мозку: загальна ефективність гри в тетріс становила 81%, і Одержувачі навчилися визначати хороших і поганих Відправників та ігнорувати повідомлення від поганих Відправники. Дослідники пояснюють, що, маючи достатній апаратний потенціал, BrainNet здатний надсилати та отримувати інформацію всім учасникам, а кооперативну хмарну комунікацію мозок-мозок можна досягти за допомогою мозку, підключеного до Інтернету.


Оригінальне повідомлення:
Jiang L, Stocco A, Losey DM, Abernethy JA, Prat CS, Rao RP. BrainNet: багатокористувацький інтерфейс від мозку до мозку для прямої співпраці між мозками. препринт arXiv arXiv: 1809.08632. 23 вересня 2018 р.


Перевірено:
доктор. Бенс Ковач