Domov › Internet › Životopis Alexandra Kaplana. Mozek umírá mladý. Rozhovor s doktorem biologických věd, profesorem A.Ya. Kaplan

Životopis Alexandra Kaplana. Mozek umírá mladý. Rozhovor s doktorem biologických věd, profesorem A.Ya. Kaplan

Protetická ruka - 1944.

Protetika- náhrada ztracených nebo nenávratně poškozených částí těla umělými náhražkami - zubní protézy. Protetika je důležitou etapou v procesu sociální a pracovní rehabilitace člověka, který přišel o končetiny nebo trpí onemocněním pohybového aparátu.

Protetika je příbuzný obor mezi medicínou a technikou, úzce souvisí s ortopedií, traumatologií a rekonstrukční chirurgií atd. Přestože se protetika jako samostatný obor oddělila v 19. století, informace o ní lze najít již ve starověku – od řeckého historika Hérodota, římský historik Plinius a další.

Hlavní typy protetiky

Existují následující hlavní typy protetiky:

V úzkém slova smyslu se uvažuje o protetice

anatomické - výroba umělých končetin - protetické ruce a nohy, zuby, oči, nos, mléčné žlázy atd.;

terapeutická protetika - ortézy (ortopedické výrobky) - korzety, boty, bandáže atd.
Samostatným typem protetiky je výroba sluchadel.

Příběh

První zmínka o protéze se nachází v Rig Veda, která uvádí, že bojovnice ztratila nohu v bitvě a byla pro ni vyrobena železná noha. Staří Egypťané byli obeznámeni s protetikou, o čemž svědčí mumie Nové říše s dřevěným prstem. Po dlouhou dobu se protetika vyvíjela špatně. Slavné pirátské háky a dřevěné nohy jsou ranými formami protetiky.

Po rozvoji mechaniky, blíže moderní době, se začaly objevovat pokročilejší typy protéz, dobře simulující ztracenou část těla nebo dokonce schopné pohybu díky zabudovaným mechanismům.

Jednalo se ale pouze o protetiku vnějších částí těla, protézy vnitřních orgánů (například AbioCor) se objevily již v době elektroniky a moderní medicína může díky nejnovějším technologiím kmenových buněk protetiku zcela vyřadit. momentálně ještě ne zcela vyvinuté. Kromě protetických končetin v moderní medicína Běžné jsou protetické výkony kloubů, zubů, ale i kosmetické protetiky očí a dalších částí těla. Kosmetická protetika pomáhá lidem komunikovat s jednotlivci, kteří nejsou zvyklí komunikovat se znetvořenými lidmi, aniž by byli přehnaně emocionální. Kromě protetiky jako takové našli chirurgové různá řešení, jak znetvořeným končetinám částečně obnovit funkčnost. Tak vyvinul německý lékař Hermann Krukenberg (hned po první světové válce) Krukenbergova ruka- druh „drápu“, který je vyroben z konců radia a ulny u pacientů s traumatickou amputací ruky. (postup Krukenberg)

Staroegyptská protetická špička

Historický přehled

Protetika byla vynalezena již ve starověku. Dodnes se zachoval prototyp umělých nohou - kus dřeva, stojánek místo ztracené dolní končetiny. Postupem času prošel mnoha změnami, z nichž zmíníme ty nejpodstatnější. Camillus Nyurop přišel se zařízením - na spodní části kusu dřeva, který se pomocí polokoule otáčí, aby se předešlo možnosti uvíznutí kusu dřeva mezi kameny. Aby se zabránilo tření pahýlu, navlékne se na pahýl měkce vycpaný kožený vak, než se vloží do tenkého vaku z lipového dřeva. Američané v 19. století Hickory dřevo bylo použito na umělé nohy, zejména na chodidlo, pro jeho větší pevnost a přesto výraznou lehkost.

Protéza-XIX století.

Kovové objímky vyrobené v 19. století (z plechu, nového stříbra nebo hliníkového bronzu) byly velmi lehké a přitom velmi odolné. Po vycpávce není nikdy ani stopa. zpevněný uvnitř rukávu, ale pouze na pahýl, který byl předtím omotaný flanelovými obvazy (shora dolů), pak se nasadil kožený trychtýř, dlouhý a hustě vycpaný, načež se konec pahýlu vložil do pouzdro tak, aby volně viselo uvnitř pouzdra, aniž by bylo vystaveno jakémukoli tlaku. Jedině za tohoto stavu se dalo předejít ráně na pahýlu od tření. Náboje z tvrdé gumy byly křehké. Všechna vylepšení umělých nohou byla založena na principu kusu dřeva s cílem odstranit hlavní nevýhodu kusu dřeva (člověk, který po něm šel, musel při pohybu vpřed neustále opisovat oblouk směrem ven) a zachovat tvar nohy. Toho bylo snadné dosáhnout; ta první stála hodně úsilí. Američan Dr. Bly byl první, kdo se pokusil napodobit přírodu při konstrukci umělého kloubu chodidla; pohyby v něm byly prováděny přes kouli z leštěného skla ležící v dutině z vulkanizované pryže. Chodidlo bylo spojeno s bércem čtyřmi střevními provázky, které byly připevněny ke kruhu probíhajícímu příčně přes horní polovinu aparátu. Takto vylepšené spoje dosud nenahradily jednoduché kloubové spoje, které jsou z používání bezpečnější a levnější. Pfister v Berlíně vkládá do kloubů chodidel válcové pryžové pružiny; pohyby jsou prováděny prostřednictvím silných závěsů. K patě je připevněna další pata. S pomocí tohoto mechanismu se chůze stává elastickou, tichou a méně únavnou než u jiných zařízení. Samotné pryžové pružiny si zachovávají svou pružnost po celá léta, aniž by se měnily. Aby se prsty při otáčení nepřilepily k podlaze, je špička zařízení pohyblivá pomocí spirálové pružiny a jednoduchého závěsu na podrážce. Umělá noha je připevněna k pahýlu nebo k tělu pomocí pásů a popruhů přes rameno, v závislosti na zvyku a cvičení, někdy samostatně, někdy společně. K použití umělých končetin nemůže dojít před vytvořením husté jizvy, proto ne dříve než 6-10 měsíců po operaci. Osobní prohlídka za účasti lékaře, osobní měření technikem zabývajícím se výrobou I. členů je samozřejmě velmi žádoucí; Není-li to možné, doporučuje profesor Mosetig vyznačit na přiloženém schematickém výkresu míru potřebnou pro montéra bandáže.

Protézy horních končetin (umělé ruce)

Umělé ruce v 19. století. se dělily na „pracovní ruce“ a „kosmetické ruce“ neboli luxusní zboží. U zedníka či dělníka se omezovaly na přikládání obvazu z koženého návleku s výztuhou na předloktí nebo rameno, na který byl připevněn pracovní nástroj odpovídající profesi - kleště, prsten, háček apod. Kosmetická umělá ruce, v závislosti na povolání, životním stylu, stupni vzdělání atd. podmínky byly více či méně složité. Umělá ruka mohla mít tvar přirozené ruky, nosit elegantní dětskou rukavici, schopnou vykonávat jemnou práci; psát a dokonce i míchat karty (jako slavná ruka generála Davydova). Pokud je předloktí amputováno, tzn. úroveň amputace nedosahovala loketního kloubu, pak pomocí umělé paže bylo možné obnovit funkci horní končetiny; ale pokud bylo rameno amputováno, pak práce s rukou byla možná pouze objemná, velmi složitá a náročná velké úsilí zařízení. Umělé horní končetiny se kromě posledně jmenovaného skládaly ze dvou kožených nebo kovových návleků na nadloktí a předloktí, které byly pohyblivě zavěšeny nad loketním kloubem pomocí kovových dlah. Ruka byla vyrobena ze světlého dřeva a byla pevně připevněna k předloktí nebo pohyblivá. V kloubech každého prstu byly pružiny; od konců prstů vedou střevní provázky, které byly spojeny za zápěstním kloubem a pokračovaly ve formě dvou pevnějších šňůrek a jedna, procházející podél válečků přes loketní kloub, byla připevněna k pružině na horním rameni, zatímco druhý, rovněž pohybující se na špalíku, volně zakončený očkem. Pokud chcete mít prsty zaťaté při nataženém rameni, pak se toto očko zavěšuje na knoflík na horním rameni. Při dobrovolné flexi loketního kloubu se prsty v tomto aparátu uzavřely a byly zcela uzavřeny, pokud bylo rameno ohnuté do pravého úhlu. K objednání umělých rukou stačilo uvést míry délky a objemu pahýlu a také zdravé ruky a vysvětlit techniku účelu, kterému mají sloužit.

Příkladem moderní bionické protetické paže, vyvinuté v USA v roce 2014, je DEKA Arm-3.

V roce 2015 začal ve Spojených státech prodej levných protetických rukou vyvinutých na University of Illinois v Urbana-Champaign. Levnosti je dosaženo pomocí 3D tisku.

V roce 2015 vytvořila společnost mladých vývojářů z Novosibirsku technologii na výrobu robotické protetické ruky, která bude třikrát levnější než německá a sedmkrát levnější než anglická obdoba. To bylo možné díky opuštění drahých materiálů. Novosibirští vývojáři nahradili uhlík a titan polymery a levnějšími slitinami kovů. Ve výrobě se navíc používá 3D tisk.

V únoru 2015 ruská společnost MaxBionic představil nejmenší bionickou protézu v Rusku pro děti. Testování pacientů dokončilo v březnu 2015 a očekává se, že společnost zahájí masový prodej svých protetik v říjnu.

V květnu 2015 prošla ruská společnost Motorika certifikací funkční mechanické protetické ruky a od té doby jsou v Rusku zdarma instalovány barevné protézy s různými technologickými a herními nástavci. Společnost také v současné době vyvíjí nízkonákladovou bioelektrickou protézu, probíhá nábor testovací skupiny, zahájení prodeje je naplánováno na léto 2016.

Vědcům z Chalmers University of Technology (Göteborg, Švédsko) se společně s biotechnologickou firmou Integrum AB podařilo připojit protetickou paži, vytvořenou v rámci evropského výzkumného programu protetiky, přímo k nervům a svalům. Chirurgové ženě pomocí titanových implantátů připevnili protézu ke dvěma kostem předloktí (radius a ulna) a následně k nervům a svalům připojili 16 elektrod Díky tomu mohla ovládat pohyby paže pomocí mozku (myšlenek). . Dokázala si zavázat tkaničky a psát na klávesnici.

Protetika dolních končetin

C-Leg kolenní protéza

C-Leg poprvé předvedl Otto Bock Ortopedický průmysl na Světové ortopedické konferenci v Norimberku v roce 1997.

Snímače točivého momentu jsou umístěny v trubici základního hrotu C-Leg. Tyto snímače točivého momentu používají více tenzometrů k určení, kde byla síla aplikována na koleno, z nohy, a velikost této síly.

C-Leg ovládá odpor flexe a extenze kolena pomocí hydraulického válce.

Endoprotetika

Endoprotetika: od endo - uvnitř

Výměna kloubu

Pokud existují indikace k operaci, může být metodou volby náhrada kloubu. V současné době byly vyvinuty a úspěšně používány endoprotézy kyčelních a kolenních kloubů. Při osteoporóze se náhrada endoprotézy provádí konstrukcemi s cementovým upevněním. Další konzervativní léčba kolenního kloubu pomáhá zkrátit dobu rehabilitace operovaných pacientů a zvýšit účinnost léčby.

Výměna kyčle

Struktura kloubu

Kyčelní kloub je největší a nejvíce zatěžovaný kloub. Skládá se z hlavice stehenní kosti skloněné s konkávním, zaobleným acetabulem v pánevní kosti.

Indikace k totální endoprotéze kyčelního kloubu (THA)

Patologické změny způsobující přetrvávající dysfunkci s bolestí a kontrakturou:

Nejednotné zlomeniny krčku stehenní kosti

Účel totální náhrady kyčelního kloubu

Cílem totální endoprotézy kyčelního kloubu (THA) je snížení bolesti a obnovení funkce kloubu. Tato operace je efektivním způsobem obnovení funkce kloubů, což může výrazně zlepšit kvalitu života člověka.

Pomocí THA se nahrazuje proximální femur a acetabulum. Postižená místa kloubu jsou nahrazena endoprotézou, která kopíruje anatomický tvar zdravého kloubu a umožňuje požadovaný rozsah pohybů.

Do acetabula se implantuje acetabulární jamka. V kalíšku je instalována polyetylenová nebo keramická vložka. Do stehna se implantuje dřík s kuželem na krčku pro připevnění hlavice endoprotézy.

Metody fixace

Existují různé způsoby fixace součásti endoprotézy do kosti:

Cementová fixace - přichycení komponent ke kostnímu cementu

Bezcementová/press-fit fixace – primární mechanická fixace díky těsnému usazení komponenty ke kosti, sekundární fixace díky osseointegraci, při které kost prorůstá nebo vrůstá do porézního povrchu komponenty.

Podle moderátorky Národní registr kloubní náhrady v Anglii, Walesu, Severním Irsku a na ostrově Man, nejoblíbenější je bezcementová metoda fixace náhrady kyčelního kloubu: 39,1 % všech klinické případy.

Výrobní materiály

Pro výrobu moderních endoprotéz se používají nejmodernější a osvědčené materiály: keramika, kov a polyethylen, které mají vysokou pevnost a dobrou míru přežití v lidském těle.

Během posledního desetiletí uvedli všichni přední výrobci na trh nové polyetylenové materiály, které výrazně snížily riziko opotřebení, osteolýzy a uvolnění součástí, a tím zajistily delší přežití endoprotézy.

V závislosti na kombinaci materiálů jednotlivé komponenty Je obvyklé rozlišovat několik typů třecích párů:

Kov-polyethylen(kovová hlava, polyetylenová vložka)
Keramika – polyetylen(keramická hlava, polyetylenová vložka)
Keramika-keramika(keramická hlava, keramická vložka)

Přežití endoprotézy

Různé třecí páry (kombinace materiálů různé komponenty) mají různou míru přežití v lidském těle. Například nejúspěšnější z hlediska přežití a nejvíce implantovatelný systém, podle předního nezávislého zdroje, Národního registru náhrad kloubů Anglie, Walesu, Severního Irska a ostrova Man, je bezcementový dřík CORAIL® s PINNACLE ® necementovaný kalíšek (Johnson & Johnson, DePuy Synthes) s třecím párem keramika-polyetylen. Tento design ukazuje míru přežití asi 98 % během 10 let pozorování.

Riziko komplikací při implantaci necementovaného dříku CORAIL® s necementovanou jamkou PINNACLE® s v různých párech tření je také nejmenší.

Když se endoprotéza opotřebuje, je zcela nebo částečně nahrazena novou, tento postup tzv. revizní artroplastika kloubu.

Problematice úspěšného dlouhodobého THA je věnováno mnoho publikací. Existují spolehlivé klinické výsledky náhrady endoprotézy necementovaným fixačním systémem za 25letou dobu sledování: například vynikající míra přežití endoprotézy vyrobené společností Johnson & Johnson DePuy Synthes po dobu 25 let byla zaznamenána v 96,3 % případů. Zejména, vynikající výsledky prokazuje necementovanou THA u mladých pacientů do 30 let: na základě výsledků 13letého sledování byla míra přežití femorálního dříku 100 %.

Komplikace

Podniky

Metalist (výrobní sdružení) Rostec
Moskevský protetický a ortopedický podnik (ministerstvo práce)
skoliologie (Petrohrad)

V Rusku existují také podniky ve městech Archangelsk, Volgograd, Ivanovo, Iževsk, Novokuzněck, Rostov, Tyumen, Ufa, podřízené ministerstvu práce.

Start: 14.10.2010 | Konec: 20.11.2010

Kaplan Alexandr Jakovlevič

Alexander Yakovlevich Kaplan - vedoucí. Laboratoř neurofyziologie a neurointerface, Biologická fakulta Moskevské státní univerzity. M.V. Lomonosova, doktor biologických věd, profesor, laureát Státní ceny vlády Ruské federace.

Jedním z hlavních vědeckých zájmů Alexandra Kaplana je vývoj technologie NEUROCOMMUNICATOR, která otevírá možnosti přímé komunikace na lince: mozek-počítač.

Před více než 50 lety bylo zjištěno, že člověk je schopen měnit vlastnosti bioproudů vlastního mozku, tzn. elektroencefalogram (EEG). Na tomto jevu je založen princip fungování neurokomunikátorů. Libovolné změny mozkových bioproudů lze využít jako binární kód v přímé komunikaci mezi mozkem a akčními členy ve vnějším prostředí.

Tato technologie se nazývá brain-computer interface technology (BCI) nebo anglicky - Brain-Computer Interface (BCI). Podobné technologie lze využít v medicíně pro handicapované osoby s těžkými poruchami svalového systému a také pro rehabilitaci následků poškození mozku. Můžeme říci, že s příchodem BCI může myšlení přímo ovládat kurzor počítače, ovládat klávesnici, motory a pohony a pohybovat předměty na jakoukoli vzdálenost přístupnou rádiovému signálu z vysílače připojeného k BCI.

V současné době je laboratoř A. Kaplana již známá svým inovativním vývojem v oblasti BCI, zejména vývojem algoritmů pro nevědomé ovládání ovladače RGB monitoru, novými algoritmy pro spolehlivý tisk písmen „řízený myšlenkou“, první počítač hry založené na BCI atd.

vítězství
Alexander Yakovlevich, nyní BCI technologie jsou stále schopny zvládnout úroveň porozumění neurofyziologické podstatě procesu. Ale zítra budou možnosti vědy a techniky schopny ovlivňovat a dokonce řídit duševní činnost v systému počítač-mozek. souhlasíte?

Odpověď:

Kaplan Alexandr Jakovlevič

Technologie BCI jsou podle definice navrženy tak, aby přenášely mentální příkazy přímo z mozku do externích přijímacích nebo ovládacích zařízení bez zprostředkování svalů. Tyto technologie již vyžadovaly a budou vyžadovat významný rozvoj doprovodného neurofyziologického a kognitivního výzkumu. Zásadní zde je, že i přes účast na této technologii metody záznamu mozkových bioproudů se o čtení myšlenek nemluví. Zde je analogie s hádáním bližší dobrý mistr stav motoru na základě jeho hlučnosti.

Pokud jde o technogenní řízení duševní činnosti člověka, jde o zcela jinou oblast, ve které se dlouhodobě nejúspěšněji osvědčují jak multimediální prostředky přenosu a prezentace informací, tak jednotlivé techniky ovládání a zacházení se slovy. Je důležité si uvědomit, že podle moderních teoretických koncepcí a experimentálních dat z vědy o lidském mozku ani ve vzdálené budoucnosti nebude možné se s mozkem spojit žádnými informačními kabely pro ovládání psychiky.

Otázka:

Makrofág

Milý Alexandre Jakovleviči.
„Kvazistacionární stavy mozku“ jsou stejné jako „flexibilní vazby“ popsané N.P. Bekhtereva, která snila o „technické telepatii -“ (čtení myšlenkových procesů) a strávila spoustu času hledáním mozkových korelátů mentálních projevů bez úspěchu.
To znamená, že specializací neuronů nejsou pouze spouštěče (objevené Rusy a úspěšně vyvinuté Američany. Neurony - spouštěče - příkazové neurony, které pouze spouští motorický program, ale nepodílejí se na jeho další realizaci.)

Dnes se mozková aktivita, a tedy i motorické programy - poměr aktivity motorických neuronů, vyskytuje v jedné oblasti mozku, zítra to bude úplně jiná oblast zaznamenaná rozhraním EEG - zařízení bude vyžadovat neustálou rekonfiguraci. Jak se pokusíte zachytit nepolapitelné? Neustálá, těžkopádná rekonfigurace je velmi časově náročná, a tudíž i nákladná.
Přeji vám úspěch. :)

Odpověď:

Kaplan Alexandr Jakovlevič

Nezavazuji se vykládat, co jsou „flexibilní odkazy“ podle N. P. Bekhtereva. Pokud jde o naše představy o existenci metastabilních stavů nervové systémy, pak vycházejí z čistě experimentálních faktů, že lidský elektroencefalogram vypadá jako soubor kvazistacionárních úseků oddělených krátkodobými přechodnými obdobími mezi nimi. „Vypadá to“ znamená, že drsné statistiky (a spousta věcí se na této sadě dělalo spolu s matematiky) potvrzují tuto strukturu EEG. Pokud existují periody kvazistacionárního EEG, pak nemůžeme popřít hypotézu o existenci kvazistabilních stavů odpovídajících nervových systémů. To je vše, v tomto případě nepíšeme o žádných korelátech duševní aktivity. Podívejte se prosím podrobněji na mé recenze a články, jejichž plné texty jsou zveřejněny na našem webu.

Naše články také nepopisují, jak je rozhraní přizpůsobeno jednotlivým charakteristikám EEG, tzn. jsou nalezeny koeficienty klasifikátoru EEG. Stručně řečeno, je to hotovo za pouhé 2-4 minuty a následně nevyžaduje úpravu po mnoho měsíců, protože získané koeficienty se ve stejném věkovém období nemohou výrazně změnit. Jak vidíte, zachytili jsme něco docela jemného. Mimochodem, nejsme první a nejsme poslední - podobné technologie BCI jsou dnes docela dobře známé, je to jen otázka složitosti pochopení neurofyziologické podstaty procesu a elegance algoritmů.

Otázka:

Kompshmarik Viktor
Lidstvo nemá nouzi o lidi se zdravotním postižením... a já jsem jedním z nich a opravdu jsem chtěl, aby každý jednotlivec měl možnost spravovat tisíce terabajtů počítačové paměti, jako by byly jejich vlastní. Následky realizace bohužel nemusí být tak růžové, jak bych si přál, ale ty vyhlídky... Doufám, že k tomu vaše práce dříve nebo později povede.

Odpověď:

Kaplan Alexandr Jakovlevič

Díky za podporu. Ano, často cesta k tomuto velmi ceněnému cíli, který dnes cítíte, není ani zdaleka blízko. A výsledky práce mohou být zpočátku zklamáním. Technologie rozhraní mozek-počítač bude vyžadovat mnohem více práce. Ale poddejme se na milost východní moudrosti, že člověk nemůže vymyslet něco, co dříve nebo později nezvládne.

Otázka:

Dmitrij V.
Dobrý den, Alexandre Jakovleviči. Jaká je obtížnost práce na BCI, s jakými obtížemi se laboratoř potýká?

Odpověď:

Kaplan Alexandr Jakovlevič

Před časem bylo hlavním problémem při práci na tématu rozhraní mozek-počítač nedostatečné teoretické a experimentální rozvinutí problému. V současné době teoretické a experimentální základy, které mají výzkumníci a zejména v naší laboratoři k dispozici, výrazně předbíhají ochotu veřejných i soukromých nadací vyčlenit dostatek finančních prostředků na provedení finálních vývojových prací, například na vytvoření biomechanické protetické ruky, převést významnou část stávajících počítačových her k ovládání „síly myšlenky“, k vytvoření lékařských systémů pro rehabilitaci osob se zdravotním postižením, k rozvoji systémů mozkové kondice pro trénink paměti, pozornosti, operační myšlení, atd.

Otázka:

Denis
Jaké jsou technické vlastnosti systémů, které se používají k přímé komunikaci s mozkem? Senzory, rychlost, procesory, specializované desky nebo přímo do počítače? Je možné rozpoznat pohyby rukou a nohou? Tito. typ herní konzole Kinnekt (ale je tam vizuální rozpoznání) nebo typ rukavic (ale senzory na rukavicích, které je potřeba nosit).

Odpověď:

Kaplan Alexandr Jakovlevič

Technologie BCI je strukturou velmi jednoduchá: a) elektrodový systém, tzn. elektrody připevněné tak či onak k hlavě pro čtení biopotenciálů; b) vícekanálový biopotenciální zesilovač je nejkritičtější částí BCI, protože tento zesilovač nesmí mít více než 1 µV špičkový šum na zkratovaném vstupu v pásmu do 75 Hz a také musí mít vysoký vstupní impedance(až 1 gOhm) a dostatečný koeficient potlačení běžného rušení (až 120 dB); c) vysoká rychlost analogově-digitální převodník alespoň 16 bitů a samozřejmě d) software, kde hlavním modulem je klasifikátor obrazců EEG.

Pokud jde o možnost rozpoznání pohybů rukou, či šířeji pohybů těla, mimiky a dalších projevů motoriky u člověka, jde pouze o nutnost, sílu a prostředky. Všechno je možné.

Slovo psychofyziologa, vedoucího laboratoře neurofyziologie a nervových rozhraní na Biologické fakultě Moskevské státní univerzity, doktora biologických věd, profesora Alexandra Kaplana.

Muž si neví rady

Andrey Volodin, AiF. Zdraví“: — Alexander Yakovlevich, ve své knize „Secrets of the Brain“ tvrdíte, že budoucnost spočívá v symbióze mozku a počítače. Proč?

Alexandr Kaplan: — Protože svět, ve kterém nyní žijeme, se postupně stává digitálním. Rychlost a objem informačních toků roste exponenciálně. Lidský intelekt už takové zátěže nevydrží. V v poslední době Výrazně se zvýšil počet neurotických a psychiatrických onemocnění. To naznačuje, že mozek se nemůže vyrovnat se svou prací v nových podmínkách. A tady se člověk potřebuje rozhodovat. Jedním z nich je spojení mozku s umělou inteligencí.

- Tak se proměníme v roboty?

- Zůstaneme obyčejnými lidmi, jen nám nebude poskytnuto stolní počítače, jako nyní, ale zařízení pro přímou komunikaci mezi mozkem a počítačem. Toto spojení bude založeno na dekódování elektrické aktivity mozku zaznamenané z povrchu kůže hlavy. Dekódování elektroencefalogramu již umožňuje například uhodnout záměr osoby a aktivovat konkrétní ikonu na obrazovce počítače. Odpovídající příkaz je proveden bez jakýchkoliv pohybů nebo řeči s jedním mentálním úsilím. A to vše bez problémů pro člověka - mozková náhlavní souprava - počítačová komunikace může být z hlavy kdykoli odstraněna, jako sluchátka. Nejjednodušší systémy rozhraní mozek-počítač se již používají na klinikách, kde pomáhají pacientům s těžkými poruchami řeči a pohybu.

Rise of the Machines je zrušen

— Nemohlo se ukázat, že počítačová síť napojená na mozek člověka zotročí?

— Moderní elektronické výpočetní nástroje mají dvě rozhodující výhody: téměř neomezenou paměť a rychlost, neodpovídající rychlosti lidského myšlení. To znamená, že úkoly, které takové schopnosti vyžadují, mohou být svěřeny umělé inteligenci. Například, pokud je třeba provést mnoho výpočetních operací, mozek by mohl přímo přistupovat k paměťovým buňkám počítače. A pak by se tvůrčí síla člověka spojila s gigantickou pamětí a rychlostí elektronické systémy. Společně se stanou silnějšími – ale silnějšími ve prospěch člověka.

To je technologicky dosažitelné. A tím je vyřešena otázka, kdo koho porazí v bitvě mezi mozkem a počítačem, protože v tomto případě bude člověk využívat systém umělé inteligence pro sebe – jako třetí hemisféru. Jedna hemisféra nemůže zničit druhou uvnitř mozku.

Kromě pokusů o propojení lidského mozku s počítačové systémy V současné době probíhá další vývoj. Roboti jsou stále pokročilejší, někteří z nich ovládají složité mechanismy a dokonce se sami programují. Není to nebezpečné?

- To nebezpečí umělá inteligence může náhodně způsobit škodu lidstvu, existuje. Proto musíte být velmi opatrní při psaní programů pro řízení jaderných elektráren, velkých energetických a dopravních komplexů a systémů na podporu lidského života. Tamní automatika prostě může udělat chybu a není vyloučeno ani katastrofální selhání systému. Ale opakuji, jsou to jen chyby programátorů a ne nějaké machinace zlých robotů.

Umělá inteligence samozřejmě může obsahovat moduly, které se samy opravují, ale také je navrhují lidé. Je těžké si představit, jak se v tomto schématu začne programovat úkol, který je zpočátku lidstvu nepřátelský.

Non-sci-fi

— Kdy získá umělá inteligence vědomí?

„V polovině dvacátého století se věřilo, že bude vládnout planetě, ale nic takového se nestalo. Možná se tak stane o sto let později – v polovině tohoto století. To ale nejsou nápady vědců, ale futurologů.

- Znamená to, že se budeme muset vypořádat s elektronickou „osobností“?

— Příliš polidšťujeme „inteligentní“ roboty?

— Robot je jen hráč pro programový kód. Pokud inteligentními roboty myslíme programy s vnitřní zkušeností, pak samozřejmě existují podobnosti v chování robota a člověka. Předpoklady, že takoví roboti budou mít v blízké budoucnosti komplex lidských nebo alespoň zvířecích emocí, jsou však dnes neopodstatněné. A vznik populace inteligentních strojů je stále příliš nevědecká fikce.

1. Historie vývoje

Zařízení v oblasti neurokybernetiky, která simulovala lidské oko, byla vyvinuta ve Spojených státech koncem 50. let 20. století.

2. První robot

Vůbec první android s dálkovým ovládáním a výškou 2,5 m se narodil v roce 1957 v Itálii. Robot vážil asi tunu.

3. Jedinečná vlastnost

Mozek má vlastnost plasticity. Pokud je postiženo jedno z jeho oddělení, mohou jeho funkci kompenzovat ostatní oddělení.

V různých náboženstvích existují technologie nebo duchovní praktiky duševního oddělení člověka od událostí skutečný život, spojující svou mysl „přímo“ se světem myšlenek. Jednou z takových technologií je meditace. Umožňuje člověku soustředit se nikoli na jev nebo předmět samotný, ale na jeho vlastnosti, na jeho podstatu nebo obsah, jako by člověk mohl ochutnat jablko, ale nikdy si nevzpomněl na jablko samotné. Jak neurologové studují tyto zvláštní meditativní mozkové stavy a jak se liší od normálních bdělých stavů? Které oblasti jsou během meditace nejaktivnější? Může meditace výrazně rozšířit schopnosti mysli? Alexander Yakovlevich Kaplan o tom mluví během přednášky z 25. ledna 2012 zveřejněné na webu Popular Mechanics.

Alexander Yakovlevich Kaplan - psychofyziolog, doktor biologických věd, profesor Moskevské státní univerzity pojmenovaný po M.V. Lomonosov. Zakladatel první ruské laboratoře pro rozhraní mozek-počítač. Známý pro svou práci v oblasti dešifrování elektrických mozkových signálů a neuropočítačové komunikace. V roce 2002 obdržel státní cenu vlády Ruské federace.

Komentáře: 0

Ignatiy Zhuravlev

Co jsou halucinace a jak souvisí s vnímáním reality? Proč vždycky trochu halucinujeme? Jak nakreslit hranici mezi objektivní realitou a našimi subjektivními formami jejího vnímání? Proč se halucinace nepodřizují vůli subjektu a proč musíme počítat s „halucinačním kotětem“? Psychiatr, kandidát psychologických věd Ignatiy Zhuravlev hovoří o historii výzkumu a typologii halucinací. Pokud je naše psychika a náš mozek schopny vytvořit pro nás neexistující objekty, které nám budou připadat skutečné, jak pak poznáme, že svět, který vnímáme, je realita a ne matrix?

Profesor Marcus du Sautoy s pomocí anestezioložky Jennifer Aniston a vědce vyzbrojeného perlíkem hledá odpověď na otázku, co je to „já“. K tomu se podrobuje několika zajímavým a neobvyklým experimentům. Marcus zjišťuje, v jakém věku se objevuje naše sebeuvědomění a zda ho mají i ostatní živé bytosti. Uspí svou mysl v anestetickém zážitku, aby tomu lépe porozuměl, pak má mimotělní zkušenost, aby lokalizoval své já. Poté se Marcus vydá do Hollywoodu, aby pochopil, jak celebrity pomáhají lépe porozumět mikroskopické činnosti našeho mozku. Poté se účastní experimentu se čtením myšlenek, který radikálně mění jeho chápání toho, co je „já“.

Alexandr Gorelík

účet v Hamburku

Lidé začali provádět první pozorování lidského mozku a také první operace na něm (trepanace) několik tisíc let před naším letopočtem, tedy dlouho předtím, než se objevila neurofyziologická věda. Dnes neurofyziologové nashromáždili velké množství dat. Mají moderní spotřebiče. Co jim chybí k tomu, aby se naučili dobře ovládat lidský mozek? Ohledně hamburského účtu jsme se rozhodli zeptat kandidáta lékařských věd, vedoucího kanceláře funkční diagnostika Petrohradský psychoneurologický institut pojmenovaný po Bechtěrevovi Alexandru Gorelikovi.

Toto je první práce, která jasně ukazuje, že magnetická stimulace může zasáhnout poměrně hluboké oblasti mozku a ovlivnit jejich strukturu a funkci. Pravda, otázka dlouhověkosti účinku zůstává stále otevřená: je zřejmé, že trvá den po stimulačním kurzu, ale jak se bude paměť cítit po týdnu nebo třeba měsíci?

Dick Swaab

Co určuje naši sexuální orientaci, charakterové sklony, náboženské přesvědčení, je možné vyléčit transsexualitu a pedofilii, co je kořenem jakýchkoli duševních poruch a deviací, co rozhoduje o rozvoji Alzheimerovy choroby a jak si naprogramujeme vlastní smrt? Odpověď na tyto otázky dává už samotný název knihy Dicka Swaaba „We are our brains“, bestseller populárně-naučné literatury, kterou letos poprvé v ruštině vydalo nakladatelství Ivan Limbach.

Zdá se, že staré buddhistické podobenství, že do plné nádoby mysli nelze přidat nové poznatky, potvrzují badatelé studující fungování lidského mozku. Vědci dokazují, že pro začlenění nových vzpomínek do paměti potřebuje mozek oslabit a dokonce odstranit ty staré.

Již dlouho je známo, že vcítění se do bolesti druhého člověka aktivuje stejné oblasti v mozku, které jsou zodpovědné za pocit naší vlastní bolesti. Proto již dlouho existuje hypotéza, že „abstraktní“ vjemy (představy o bolesti někoho jiného, na nichž je založena empatie) jsou poskytovány stejnými nervovými okruhy, které jsou zodpovědné za „skutečné“ pocity (vlastní pocit bolesti). Vědci z Rakouska a Švédska dokázali, že tomu tak skutečně je: tím, že si (pomocí placeba) člověk myslel, že jeho citlivost na bolest byla ovlivněna, vědci změnili jeho schopnost empatie.

23. května 2011 ve 20:10 hodin

Rozhovor s doktorem biologických věd, profesorem A.Ya. Kaplan

Skříň

Vzhledem k obrovskému zájmu ruskojazyčné IT komunity o taková témata, jako jsou rozhraní neuro-počítačů a praktický výzkum v této oblasti redaktoři časopisu PROGRAMMIST vyzpovídali doktora biologických věd, profesora A.Ya. Kaplan.

Psychofyziolog, doktor biologických věd, profesor, vedoucí Laboratoře neurofyziologie a rozhraní mozek-počítač (NNCI)
Biologická fakulta Moskevské státní univerzity pojmenovaná po M. V. Lomonosovovi,
Alexandr Jakovlevič Kaplan

Redakční: Dobrý den, Alexander Yakovlevich. Pro začátek nám řekni něco o sobě, kdo jsi, odkud jsi, rodina, děti?
Alexander: Všechno je jako u každého, jak rodina, tak děti. Místo výkonu práce: od studentských dob po současnost totéž - Katedra fyziologie člověka, Fakulta biologie Moskevské státní univerzity pojmenovaná po M.V.

Redakční: Proč jste své aktivity spojil s vědou?
Alexander: Stalo se to tak. Začal jsem tím, že jsem rozvinul budík, pak kompas... a tak to šlo, teď, tady je lidský mozek.

Redakční: Kdy se objevila první taková rozhraní?
Alexander: První pokusy začaly v 80. letech v Německu pomoci zcela paralyzovaným lidem ovládat invalidní vozíky a komunikovat. Takoví lidé jsou uzavřeni do sebe a nemají možnost kontaktovat svět, jejich živý mozek je zbaven východů ven. Nejprve se naučili pohybovat kurzorem na monitoru počítače a odpovídat „ano“ nebo „ne“. Pak se našel způsob, jak umožnit psaní: když se na monitoru objeví pacientem zamýšlené písmeno, na EEG se objeví jasnější vrchol. Zde ale nastává problém s rychlostí zápisu. A také na tom pracujeme.

Redakční: Jak projekt vznikl, jehož myšlenky byly zásadní?
Alexander: Pokud mluvíte o projektu rozhraní BCI mozek-počítač, pak to bylo přirozené pokračování našeho vývoje v dekódování EEG. Chtěl jsem si ověřit, jak moc rozumíme povaze těch elektrických ozvěn mozkové aktivity, které lze zaznamenat přímo z povrchu kůže hlavy. Klíčovou otázkou je, zda bude člověk schopen ovládat charakteristiky EEG, které a jak rychle. Nejprve jsme tedy přímo spojili změnu těchto charakteristik s RGB enginem monitoru počítače. Subjekty nebyly informovány o těchto podrobnostech studie. Ukázalo se, že toto technické vybavení umožňovalo mozku vybrat si preferovanou barvu doslova „sílou myšlenky“ a bez vědomí majitele mozku. Vše začalo zveřejněním článku na toto téma v International Journal of Neuroscience v roce 2005. Pak jsme šli, psací stroje, psací stroje, hádanky, prohlížeče, a teď přebíráme projekt myšlenkově ovládaného manipulátoru, počítačové hry.

Redakční: Kdo další pracuje na projektech IMC?
Alexander: V zahraničí působí desítky laboratoří již zhruba 15 let. V posledních letech se v Rusku objevilo několik týmů, počínaje projekty IMC.

Prof. A.Ya Kaplan provádí další test rozhraní mozek-počítač, ovládání autíčka. Interpretují se změny EEG spojené s mentálními příkazy přenosný počítač a jsou přeneseny do stroje.

Redakční: Zdroje financování projektu IMC?
Alexander: Z nejznámějších: Ruská nadace základní výzkum(RFBR a Bortnik Foundation for Assistance to Small Enterprises).

Redakční: Určitě mají vaši zahraniční kolegové zájem? Jsou vaše díla klasifikována?
Alexander: Naše práce je v souladu s celosvětovým trendem civilního výzkumu v této oblasti, který umožňuje bezplatnou výměnu informací prostřednictvím vědeckých časopisech a konference. V naší práci není nic tajného. Pravda, snažíme se získat patenty.

Redakční: Projevuje naše armáda zájem o IMC?
Alexander: Moc se v tom nevyznám, i když nepochybně v této oblasti a v oblasti prevence protispolečenských a protiteroristických aktivit by bylo možné realizovat i potenciál BCI technologií, které svými přírodní práce s lidskými záměry projevující se na úrovni EEG.

Redakční: Senzory domácí výroby pro BCI?
Alexander: „Sensors for BCIs“ je celá cesta: od elektrod po příkazový překladač akční členy. Jistě, elektronické prvky cizí, nejmodernější, dokonce jsme používali sondy, ale jejich schémata zapojení a všechny algoritmy a programy byly samozřejmě naše. Proto jsou „Sensors for BCIs“ zjevně domácí výroby. Ale pokud je komercializujeme, pak se ukáže, že naše stávající modely musíme poslat „na přepracování“ někam do Číny...

Redakční: Máte nějaké publikace? Kde, když ne tajemství?
Alexander: To nemůže být tajemství. Publikace jsou vlastně jedinou zpravodajskou dokumentací vědce! Samozřejmostí jsou publikace v předních domácích vědeckých publikacích i v zahraničních časopisech příslušného profilu. Podívejte se na náš web
brain.bio.msu.ru vše je připraveno pro začínající kolegy i profesionály.

Redakční: Na jakých dalších projektech se podílíte?
Alexander: Kromě několika projektů s BCI pokračujeme ve studiu základních mechanismů mozku, povahy některých jeho patologií a snažíme se rozšířit naše znalosti o mozku při vytváření internetu sociální sítě nová generace.

Redakční: Jakou literaturu byste doporučil začínajícím bioinženýrským fyzikům?
Alexander: Příbram K. Jazyky mozku, Wooldridge D. Mechanismy mozku, G. Walter Živý mozek, D.J. DiLorenzo Neuroengineering, T.W. Berger a kol. Brain-Computer Interfaces: Mezinárodní hodnocení výzkumných a vývojových trendů.

Redakční: Co byste změnil nebo zlepšil v moderním ústavu domácí vědy?
Alexander: Povinná mezinárodní kontrola žádostí o vědecké projekty.
Upozornil bych na nutnost nejen pumpovat vědu penězi a budovat nové instituce, ale vytvořit pro vědu optimální infrastrukturu tak, aby peníze a instituce fungovaly na správném místě, ve správný čas a byla jim poskytnuta informační podpora.

Redakční: Jak znalosti pomáhají informační technologie ve vědecké činnosti?
Alexander: V současné době je to 75% úspěšnost.

Redakční: Řekni nám o svých zálibách?
Alexander: Rád cestuji po světě a... dělám vědu.

Redakční: Jaké máš plány do budoucna?
Alexander: Věnovat více a více času svým vlastním zájmům a méně a méně času zakázkovým pracím... Ale zakázková práce zajišťuje právě tyto vlastní zájmy - pravděpodobně se ujmu projektu EEG řízené protetické ruky... a také na EEG řízených počítačových hrách.

Doufám, že tento materiál byl pro vás zajímavý a možná bude impulsem pro studium neurofyziologie a NCI.

Oblíbené v kategorii: