DARPA unenäod: kortikaalsed modemid ja närvimäluplatvormid aktiivse mälu taastamiseks

Interneti väljamõtlemine on DARPA jaoks iga päevaga raskemini mõistetav. Aga mis siis, kui nad suudaksid Interneti teie ajju panna? See võib mõned pead pöörata. Enne kui keegi selle juurde jõuab, näib mõistlik proovida mõtetesse panna vaid üks idee - üks mälestus, oskus või mõne märkimisväärse sündmuse kordus. Eile välja kuulutatud pressiteatega kavatseb DARPA just seda teha.



Pakkumine on kaheaastane uurimisprogramm, et arendada välja, mida nad kutsuvad RAMi taasesitus või implantaadid aktiivse mälu taastamiseks. Seda kontseptsiooni pole täies vormis õhust välja koorunud, vaid see põhineb järjestikustel hiljutistel projektidel, et luua liides, mis on aktiivne teadliku meele tasand - kognitiivne implantaat, kui soovite. Just sel veebruaril sponsoreeris DARPA Silicon Valley piirkonnas koosolekut, kus arutati futuristlikke kontseptsioone, mida nad nimetavad kortikaalne modem .

Toorimal kujul kujutavad nad ette, et selline kortikaalne modem võib olla 10-dollarine seade, mis on paari mündi suurune. See võimaldaks visuaalset muljet tajuda visuaalse koore asjakohase stimuleerimisega. See on kõrge tellimus, kuid võib-olla natuke tagasihoidlikum kui nende eelmine MEENUTADA (Restorative Encoding Memory Integration Neural Device) projekt, mis poleks midagi muud kui täismahus mäluprotees, mis tungib hipokampusesse.

Erinevatel põhjustel idee implantaadi mälestusi taastada kaotatud mälestuste tegeliku rekonstrueerimise mõttes pole lihtsalt ennatlik, vaid lausa etteheitev. Kui mälestus on kadunud, ei saa midagi tagasi pandud olla usaldusväärne. Tagasihoidlikum eesmärk - võime säilitada mälestused - oleks piisavalt keeruline, isegi kui inimesel oleks juurdepääs kogu ajule, rääkimata raskustest proovida seda teha ainult hipokampusest.



Teisest küljest võib mõne sündmuse pelk kordus visuaalse ülekatte kujul, näiteks digitaalse äratuskella eraldusvõimega, olla asi, millega võiks töötada. Siinkohal oleks vaja täpsemat kirjeldavat terminit selle kohta, millest me räägime. Kui me piirame end mugavuse tõttu ainult nägemisega tegelemiseks ja jätame mõiste virtuaalne reaalsus tähistama neid kunstlikult esitatud väliseid simulatsioone, mis asendavad meie tavalist visuaalset maailma, siis tavalise nägemise ja virtuaalse reaalsuse kombinatsioon on juba midagi, mis meile tuttav on. See oleks lihtsalt visuaalne ülekate või HUD, head-up ekraan.

Kuid siin ei räägita silmakattest, vaid sisemisest ekraanist, mis on valmistatud aju enda märjavarust. Selle totaalsuse, s.o normaalse nägemise, pluss mis tahes virtuaalse reaalsuse ülekatte ja sisemiselt loodud visuaalse taju, soovitaksime siin oma eesmärkidel nimetada “koguosfääriks”. Kuidas saab siis luua koguosfääri ja teha seda ohutult, pöörduvalt ja viisil, mis säilitab reaalsusega mingisuguse sidususe? Pealegi, kuidas lokaliseerida see aken vaimusilmas mingisse kindlasse kohta, nagu oleks näiteks röstsai või nutitelefoni teade? Need on minu arvates küsimused, mida DARPA esitab.

Optika



Meie eesmärk on siin kirjeldada midagi, mis pole vähem kui avatud pakkumine võimatult futuristliku transhumanistliku seadme jaoks. Kuidas oleks seda parem teha, kui ise sellise ettepaneku esitada? Selleks alustaksime eeldusest, et kõik implantaadid, mis suudavad genereerida koguosfääri osaliselt või täielikult, ei tohiks ennekõike kasutajale „kahju teha”. Selle ideaaliga järjepidevuse saavutamiseks peaks olema hullumeelne, et kasutada midagi sellist, nagu praegu kujuteldavad seadmed, mis on lihtsalt sukeldatud ajukooresse.

Kõige arenenumad ajukoorega implantaadid, mida nüüd saab osta, on firma nimega Must kivi . Nende seadmed on seni edukamate aju-arvuti liideste taga. Nad saavad teha kord fantastilisi asju, näiteks panna halvatud inimesed kamandama robotkäsi, et nad neile süüa või juua annaksid. Kuid päeva lõpuks pole need igavesti seadmed; kui need nõelapadi massiivid lõpuks ajukoorest eemaldatakse, jätavad nad oma jälje.

Selle asemel ei soovitaks me ajukoore halli aine stimuleerimist, vaid pigem valget ainet, aksoneid, mis ajukoorest välja ulatuvad. Selle põhjused oleksid järgmised:



1. Ohutus. Aksonaalne ülestimulatsioon on raku jaoks üleelatavam. Võite tappa aksoni või lihtsalt selle aksoni haru, kuid üldiselt mitte kogu neuroni. Põhimõtteliselt ja praktikas on nn aksonite nn algsed segmendid ja perioodiliselt paigutatud sõlmed palju erutatavamad ja seetõttu madalama vooluga juhitavad. Uus optokapatsitatiivne tehnika arutasime hiljuti on hea näide aksonite stimuleerimise viisist ilma suure vooluta või küsitavate optogeneetiliste manipulatsioonideta.

Külgvatsake

2. Juurdepääs. Neuroni aktiivsus on ligipääsetav aksoni igas punktis, mitte ainult ühes rakukeha lähedal. See tähendab, et selle projektsiooni suuna ja potentsiaalse ühenduvuse määramiseks võite rakul olla kaks või enam üleliigset lugemist. Nägemise seisukohalt oluliste aksonite sihtimiseks on koht, kuhu soovite riistvara panna, aju külgvatsakeste sees. Aksonid, mis toovad teavet taalamusest (ja lõpuks võrkkestast) visuaalsesse ajukooresse, joondavad selle piirkonna seinu. Pealegi on tagasiprognoosid, mida võiksite tõesti sihtida, et esmaseid visuaalseid sisendeid häireteta hoida, tegelikult on 10-kordne numbriline rikastus ülesvoolu projektsiooni suhtes.

optilised kiirgused

3. Pööratavus. Kui ettevõtted on närviimplantaatide valdkonnas midagi õppinud, siis pole ajuimplantaatide jaoks reaalset turgu vaid vähestele puuetega inimestele, kes neid kõige rohkem vajavad. Lihtsalt paluge kõigil, kes käivad täna ringi kasutu orbude ajuimplantaadiga, mille on valmistanud nüüdseks juba lõpetanud ettevõte. Edukas implantaatideettevõte peab valmistama implantaate, mis on mõeldud kõigile. See tähendab, et kui need välja võetakse, on see aju jaoks tavapärane. Implantaati, mis on suunatud vatsakeste seest valgeaine aksonitele, ei saa mitte ainult hõlpsasti eemaldada, vaid ka rakk, millele see juurde pääseb, ei pea isegi teadma, et see on selle kasutamisel olemas. Neuron võib jätkata kohaliku visuaalse koore teabe integreerimist oma dendriitidesse ja oma impulsside saatmist. Kuid implantaat suudab neid kinni pidada, käskida ja muuta igale soovile - seda kõike nii, et rakukeha pole kulumise jaoks sugugi halvem.

Ilmselt oleme selles kõiges teinud mitu lihtsustavat oletust. Kuid visuaalsete, mälu või mis tahes muude implantaatide valgeaine pöörduspunkti idee on idee, mille aeg on kätte jõudnud. Eespool mainitud tagasipöörduvatel visuaalsetel projektsioonidel on visuaalsüsteemis oma oluline ainulaadne roll, mida tuleks iga implantaadi kujundamisel arvesse võtta. Kuid võrreldes visuaalse ajukoore enda lõhkamise alternatiiviga näib nende anatoomiliselt määratletud kõrvalteede suunamine esmalt hea esialgse strateegiana. Me väidaksime, et igasugune uurimistöö, mis ei tunnista ega alusta neid ilmseid tõdesid, on ilma igasuguse tegeliku fookuseta ja lõpuks võib-olla isegi võlts.

Copyright © Kõik Õigused Kaitstud | 2007es.com