Есть ли будущее у нейроинтерфейса?

[-Asket-]

Это не утка:
DeMarse, T. B., & Dockendorf, K. P. (2005). Adaptive flight control with living neuronal networks on microelectrode arrays. Proceedings of the International Joint Conference on Neural Networks, 3, 1548-1551.
Видео - симулятор под управлением автопилота и крысиной нейросети:
Bad Weather (small).mov

[kovip]

Это не утка:

У меня не одна ссылка не открылась, но я вам доверяю как и jet-у разумеется. Поскольку у меня нет особого интереса к ИИ я так и не удосужился перечитать  статью как обещал. Честно говоря, вообще забыл.
Но, как я помню, мозг крысы, здесь фактически, не причём. Он был лишь источником для получения исходного материала.  С таким же успехом можно было бы использовать  мозг любого другого мозгоносителя. Нервные клетки мозга одинаковы   доя всех мозгов.
После этого  новый мозг заставили обучаться не сложным командам  и весьма приблизительному распознаванию объектов. Это всё достаточно правдоподобно. Проблема лишь в том, что сложного ИИ не удастся сделать а, если сделают он, по объёму, будет похож на первые ЭВМ. Да и общее количество нужных для полноценного мышления, даже полного идиота, вроде невозможно сделать. Если же просто в мозге человека создать подобный пульт управления надо элементы его умудриться вставить в мозг младенца ещё в первые дни после рождения. О пересадке частей мозга не слышал. А по тому, что мне известно об устройстве мозга, думаю, это вряд ли, когда будет возможно. Впрочем, если по корпеть может, что и получится. Только зачем человеку в голову пульт от телевизора встраивать?  Вот сделать реальный ИИ на основе принципов устройства и работы мозга, это было бы не плохо. А если научиться в него  копировать интеллект, это вообще, бессмертие и фантастические возможности.

[незлой]

http://habrahabr.ru/post/224427/

На днях в Сети появилось видео с демонстрацией системы управления полетом, где пилот не использует рычаги, кнопки, тумблеры и все прочее.

Вместо этого на голову пилота надевают специальную «шапочку», считывающую активность мозга человека. Система адаптирована таким образом, что мысли человека преобразуются в сигналы для системы управления полетом. В итоге самолет летит туда, куда ему мысленно приказывает лететь пилот.

Самое интересное — ни у одного из семи человек, по очереди управлявших таким самолетом (само собой, в симуляторе, никто бы не разрешил рисковать жизнью человека в реальном полете) не было опыта управления самолетом, ни в реальности, ни в симуляторе. И все участники успешно справились с полетом, никто не разбил свой самолет, и взлет с последующим полетом, и посадка прошли успешно.

болдом -- зачем это ещё может быть нужно.

[ВадимZero]

Технология учёных из Battelle дала возможность парализованному человеку управлять своей рукой
http://www.3dnews.ru/822841#mc-container

[VimanaPro]

Технология учёных из Battelle дала возможность парализованному человеку управлять своей рукой
http://www.3dnews.ru/822841#mc-container

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,114965.msg2862385.html#msg2862385 

[jet]

Есть идеи и проекты по созданию действующих моделей мозга на мемристорах.
Один из http://www.artificialbrains.com/darpa-synapse-program

[VimanaPro]

Есть идеи и проекты по созданию действующих моделей мозга на мемристорах.
Один из http://www.artificialbrains.com/darpa-synapse-program

В открытом каталоге http://www.darpa.mil/opencatalog/BOLT.html есть строка Neural Network Trainer, что как бы ещё раз подтверждает (вместе с другими строками) наличие будущего (настоящего) у нейроинтерфейса

[VimanaPro]

Ещё один шажок. http://www.darpa.mil/NewsEvents/Releases/2014/11/13.aspx 
Atom-width Graphene Sensors Could Provide Unprecedented Insights into Brain Structure and Function

(кликните для показа/скрытия)

October 20, 2014

New technology funded by DARPA’s RE-NET program enables monitoring and stimulation of neurons using optical and electronic methods simultaneously

Understanding the anatomical structure and function of the brain is a longstanding goal in neuroscience and a top priority of President Obama’s brain initiative. Electrical monitoring and stimulation of neuronal signaling is a mainstay technique for studying brain function, while emerging optical techniques—which use photons instead of electrons—are opening new opportunities for visualizing neural network structure and exploring brain functions. Electrical and optical techniques offer distinct and complementary advantages that, if used together, could offer profound benefits for studying the brain at high resolution. Combining these technologies is challenging, however, because conventional metal electrode technologies are too thick (>500 nm) to be transparent to light, making them incompatible with many optical approaches.

To help overcome these challenges, DARPA has created a proof-of-concept tool that demonstrates much smaller, transparent contacts that can measure and stimulate neural tissue using electrical and optical methods at the same time. Researchers at the University of Wisconsin at Madison developed the new technology with support from DARPA’s Reliable Neural-Interface Technology (RE-NET) program. It is described in detail in a paper in Nature Communications (http://ow.ly/CSBNF).

“This technology demonstrates potentially breakthrough capabilities for visualizing and quantifying neural network activity in the brain,” said Doug Weber, DARPA program manager. “The ability to simultaneously measure electrical activity on a large and fast scale with direct visualization and modulation of neuronal network anatomy could provide unprecedented insight into relationships between brain structure and function—and importantly, how these relationships evolve over time or are perturbed by injury or disease.”

The new device uses graphene, a recently discovered form of carbon, on a flexible plastic backing that conforms to the shape of tissue. The graphene sensors are electrically conductive but only 4 atoms thick—less than 1 nanometer and hundreds of times thinner than current contacts. Its extreme thinness enables nearly all light to pass through across a wide range of wavelengths. Moreover, graphene is nontoxic to biological systems, an improvement over previous research into transparent electrical contacts that are much thicker, rigid, difficult to manufacture and reliant on potentially toxic metal alloys.

The technology demonstration draws upon three cutting-edge research fields: graphene, which earned researchers the 2010 Nobel Prize in Physics; super-resolved fluorescent microscopy, which earned researchers the 2014 Nobel Prize in Chemistry; and optogenetics, which involves genetically modifying cells to create specific light-reactive proteins.

RE-NET seeks to develop new tools and technologies to understand and overcome the failure mechanisms of neural interfaces. DARPA is interested in advancing next-generation neurotechnologies for revealing the relationship between neural network structure and function. RE-NET, and subsequent DARPA programs in this field, plan to leverage this new tool by simultaneously measuring the function, physical motion and behavior of neurons in freely moving subjects. This technology provides the capability to modulate neural function, by applying programmed pulses of electricity or light to temporarily activate neurons. Therefore, it could not only provide better observation of native functionality but also, through careful modulation of circuit activity, enable exploration of causal relationships between neural signals and brain function.

“Historically, researchers have been limited to correlational studies that suggest, but do not prove causal linkages between neural activity and behavior,” Weber said. “Now, we have the opportunity to directly see, measure and stimulate neural circuits to explore these relationships and develop and validate models of brain circuit function. This knowledge could greatly aid how we understand and treat brain injury and disease.”

RE-NET is part of a broader portfolio of programs within DARPA that support President Obama’s brain initiative. These programs include ongoing efforts designed to advance fundamental understanding of the brain’s dynamics to drive applications (Revolutionizing Prosthetics, Restorative Encoding Memory Integration Neural Device, Reorganization and Plasticity to Accelerate Injury Recovery, Enabling Stress Resistance), manufacture sensing systems for neuroscience applications and therapies (Hand Proprioception & Touch Interfaces,Electrical Prescriptions) and analyze large data sets (Detection and Computational Analysis of Psychological Signals).

(кликните для показа/скрытия)

20 октября 2014

Новая технология за счет программы RE-NET DARPA в позволяет осуществлять мониторинг и стимулирование нейронов с помощью оптических и электронных методов одновременно

Понимание анатомическое строение и функции мозга давно цель в неврологии и главным приоритетом инициативе головного мозга президента Обамы. Электрические мониторинг и стимулирование нейронов сигнализации техника основой для изучения функции мозга, в то время как развивающиеся оптические методы-которые используют фотоны, а не электроны, открывают новые возможности для визуализации структуры нейронной сети и изучения функций мозга. Электрические и оптические методы предлагают различные и дополнительные преимущества, что, если они используются вместе, могли бы предложить глубокие выгоды для изучения мозга с высоким разрешением. Сочетание этих технологий является сложной задачей, однако, из-за обычные металлические электродные технологии слишком толстые (> 500 нм), чтобы быть прозрачным для света, что делает их несовместимыми со многими оптическими подходов.

Чтобы помочь преодолеть эти трудности, DARPA создала доказательство правильности концепции инструмент, который демонстрирует гораздо более компактные и прозрачные контакты, которые можно измерить и стимулирования нервной ткани с помощью электрических и оптических методов в то же время. Исследователи из Университета Висконсина в Мэдисоне разработали новую технологию с поддержкой из надежных Neural-Interface Technology DARPA в программе (RE-NET). Он подробно описан в статье в природе связи (http://ow.ly/CSBNF).

"Эта технология демонстрирует потенциально прорывных возможностей для визуализации и количественной оценки нейронной сетевой активности в головном мозге," сказал Дуг Вебер, менеджер программы DARPA. "Возможность одновременно измерять электрическую активность на большой и быстрой масштабе с прямой визуализации и модуляции нейронной сети анатомии может обеспечить беспрецедентное понимание отношений между структурой мозга и функции-и, что важно, как эти отношения развиваются с течением времени или возмущаются из-за травмы или болезнь ".

Новое устройство использует графен, недавно открытый форму углерода, на гибкой пластиковой подложки, который соответствует форме ткани. Датчики графена электрически проводящий но толщиной менее всего 4 атомов, чем 1 нанометр и сотни раз тоньше, чем нынешние контактов. Его чрезвычайной тонкости дает почти весь свет, чтобы пройти через в широком диапазоне длин волн. Кроме того, графен является нетоксичными для биологических систем, улучшение по сравнению с предыдущим исследованием в прозрачных электрических контактов, которые гораздо толще, жесткие, трудно изготовить и зависит от потенциально токсичных металлических сплавов.

Демонстрация технологии опирается на три передовых исследовательских областях: графена, который заработал исследователей Нобелевской премии по физике 2010 года; сверхвысоким разрешением флуоресцентной микроскопии, который заработал исследователей 2014 Нобелевской премии по химии; и Оптогенетика, который включает в себя генетической модификации клеток для создания конкретных светло-реактивного белка.

RE-NET стремится разработать новые инструменты и технологии, чтобы понять и преодолеть механизмы выхода из строя нейронных интерфейсов. DARPA заинтересована в продвижении neurotechnologies нового поколения для выявления взаимосвязи между нервной структуры и функции сети. RE-NET, и последующих программ DARPA в этой области, планируют использовать этот новый инструмент, одновременно измеряя функции, физическое движение и поведение нейронов в свободно движущихся объектов. Эта технология обеспечивает возможность модулировать нейронную функцию, с применением запрограммированных электрические импульсы света или временно активировать нейроны. Таким образом, он не мог обеспечить только лучшее наблюдение базовой функциональностью, но и, благодаря тщательному модуляции деятельностью схемы, включите исследования причинно-следственных связей между нейронными сигналами и функции головного мозга.

"Исторически сложилось так, исследователи были ограничены корреляционных исследований, которые свидетельствуют, но не доказывают причинно-следственные связи между нервной деятельности и поведения," сказал Вебер. "Теперь у нас есть возможность непосредственно увидеть, измерения и стимулирования нейронных цепей, чтобы исследовать эти отношения и разработать и утвердить модели функции схемы мозга. Это знание может в значительной степени способствовать, как мы понимаем и лечения травм и болезней головного мозга ".

RE-NET является частью более широкой портфеля программ в рамках DARPA, которые поддерживают инициативу мозга президента Обамы. Эти программы включают в себя текущие усилия, направленные на продвижения фундаментальное понимание динамики мозга ездить приложений (Революционные протезирование, Восстановительная Кодирование памяти Интеграция нейронного устройства, реорганизация и пластичности для ускорения травматизма Recovery, позволяя стрессоустойчивости), производство сенсорных систем для неврологии приложений и лечения (Рука проприоцепция и сенсорного интерфейса, электрические Рецепты) и анализировать большие наборы данных (обнаружение и компьютерный анализ психологических сигналов).

[ВадимZero]

Я, не робот

http://geektimes.ru/post/243159/

[VimanaPro]

Та же ДАРПА, свежие новости от 11 декабря 2014 года
http://www.darpa.mil/NewsEvents/Releases/2014/12/11.aspx   

[незлой]

крысам вживили геомагнитный компас, и они научились им пользоваться.

Если крыса поворачивается на север (в секторе 20°), то электрический импульс посылается в область правого глаза. Если она поворачивается юг, то срабатывает электрод из другого полушария. Таким образом, постепенно крыса составляет карту местности в своём уме, хотя не имеет никакой визуальной информации.



После нескольких дней экспериментов в Т-образном лабиринте, на одном из концов которого находилась еда, крысы научились очень быстро находить еду в 80% случаев. Это соответствует показателю для зрячих крыс.
Аналогичная ситуация наблюдалась и в более сложном Ж-образном лабиринте с четырьмя ложными ходами.

«Я мечтаю, что люди смогут расширить свои сенсорные способности с помощью искусственных сенсоров, чувствительных к геомагнетизму, ультрафиолету, радиоволнам, ультразвуку и так далее, — говорит Юдзи Икегая (Yuji Ikegaya), руководитель научной группы Токийского университета в интервью журналу New Scientist, которая внедряет крысам имплантаты. — Ультразвуковые сенсоры и радиопередатчики в мозге могут вывести коммуникацию человек-человек на новый уровень».

[Проходящий Кот]

Есть идеи и проекты по созданию действующих моделей мозга на мемристорах.
Один из http://www.artificialbrains.com/darpa-synapse-program

Интересно, как продвигается у них дело......

[kovip]

Если крыса поворачивается на север (в секторе 20°), то электрический импульс посылается в область правого глаза.

Классный аргумент в  споре о слоне и "мудрецах".

[незлой]

отсюда

Австралийцы разработали простую и предельно надежную систему. Электрод стент устанавливается в стенке вены в области моторной коры. Кабель от электрода проводится к разъему, установленному на грудной клетке. К разъему подключается компьютер управляющий экзоскелетом.



В 6 месячных доклинических испытаниях система отработала без единого сбоя. В 2017 году начнутся клинические испытания,которые при удачном раскладе позволят полностью решить проблемы с передвижением для инвалидов-спинальников с нижним парапарезоми и в более отдаленной перспективе для пациентов с парезами после пенесенного инсульта...

к слову, в комментариях говорят, что это побочный результат одного из подходов к лечению... тромбоза. это про роль случайности и немножко про цену прогнозов, ага

[jet]

Было заинтересовался устройством шикарного кресла Хокинга, есть интересные и даже оригинальные решения.
По сути оно устроено как один нейроинтерфейс и связано через WiFi c системой "умный дом". Кроме того, там есть элементы жизнеобеспечения и мониторинга!
Цитат:
На портретах астрофизика можно разглядеть серебристый аппарат размером со скрепку, прикрепленный к оправе очков. Это инфракрасный датчик движения вроде тех, которые используются в фотоаппаратах, шагомерах и игровых приставках. Но только этот датчик соединен с несравнимо более сложной компьютерной системой. По поведению мимических мышц - единственных, которые не разрушила болезнь - она определяет, куда именно направлен взгляд.
Если цель - определенная область на экране компьютера, Хокинг может “кликнуть” по ней усилием воли. Таким способом он набирает статьи, пишет письма и даже говорит вслух, посылая текст по букве в синтезатор речи. Своим “умным домом” Хокинг тоже управляет при помощи мимических сигналов, которые датчик считывает с его лица и шлет дальше разнообразным приборам по беспроводной связи......

Чудо инженерной мысли просто! Дело осталось за малым, поставить ему экзоскелет и скопировать семантический образ из мозга, переведя его на нейроподобную архитектуру, на тех же мемристорах например.