Gratulacje, udało ci się przesunąć kursor w górę ekranu" - taki komunikat pojawił się na ekranie monitora jednego z komputerów na uniwersytecie w Tybindze dwa lata temu. Siedzący wówczas przed komputerem Mehmet Erat od dawna był całkowicie sparaliżowany. Kursorem poruszał właśnie za pomocą fal mózgowych. "Jestem panu i całemu pańskiemu zespołowi wdzięczny" - napisał potem Mehmet Erat. Po sześciu latach nawiązał kontakt ze światem. Niemiecki uniwersytet jest jednym z kilkudziesięciu ośrodków na świecie prowadzących prace nad mentalną obsługą komputera. Badania te pozwolą tysiącom sparaliżowanych osób nawiązać kontakt z otoczeniem. Ich beneficjantami będą też w przyszłości osoby w pełni sprawne - myśl zastąpi myszki, klawiatury, całe programy.
Sterowanie myślą
Czują, widzą, słyszą i myślą, nie mogą natomiast mówić ani poruszać mięśniami. Sparaliżowane ofiary wypadków i chorób układu nerwowego żyją niemal w całkowitej izolacji. W 1997 r. ukazała się książka "The Diving Bell and the Butterfly" (polskie wydanie:"Skafander i motyl"), którą Jean-Dominique Bauby dyktował litera po literze, mrugając okiem. "Niektórzy chorzy nie są w stanie nawet kontrolować pracy mięśni twarzy ani ruchu oczu. Dlatego do obsługi stworzonego przez nas komputera nie potrzeba jakiejkolwiek aktywności mięśni. Aby przesuwać kursor na ekranie, pacjent musi jedynie odpowiednio kontrolować swoje myśli" - wyjaśnia prof. Niels Birbaumer z uniwersytetu w Tybindze.
Elektrody przyczepione do głowy osoby siedzącej przed komputerem monitorują potencjał kory mózgowej. Jeśli jest on dodatni, kursor przesuwa się w górę ekranu, gdy jest ujemny - w dół. W trakcie specjalnego treningu pacjent uczy się sterować tym potencjałem. "Po opanowaniu wprawnego przesuwania kursora wprowadzamy oprogramowanie pozwalające pisać. Zaczynamy od prostych wyrazów i dochodzimy do pisania normalnych tekstów. Jeden z naszych pacjentów udzielił w ten sposób wywiadu"- opowiada prof. Birbaumer.
Ponieważ kursor może być przesuwany jedynie w dwóch kierunkach, naukowcy z Tybingi przygotowali specjalny edytor tekstu. Na pierwszym ekranie wyświetlany jest alfabet podzielony na połowy. Po zaznaczeniu jednej z nich, pozostałe litery ponownie dzielone są na dwie grupy itd. Po dojściu do wprawy, wybranie litery zajmuje około półtorej minuty, a napisanie zdania około godziny. Grupa kierowana przez Birbaumera planuje wprowadzenie do tego nietypowego edytora słownika podpowiadającego zakończenia wyrazów, co znacznie przyspieszy pisanie. Po kilku tygodniach intensywnych treningów sparaliżowana osoba może za pomocą urządzenia przekładającego fale mózgowe na ruch kursora swobodnie przekazywać swoje odczucia, pytania czy prośby.
Skanowanie wyobraźni
Grupa włoskich i fińskich uczonych opracowała system rozpoznający trzy różne stany mózgu: relaks oraz wyobrażenie ruchu lewymi i prawymi kończynami. Pacjent koncentruje się na przekazanym przez prowadzącego zadaniu, a komputer porównuje, czy rejestrowane fale mózgowe pasują do zapisanego wcześniej wzoru. "Aktywność mózgu poszczególnych osób jest różna, dlatego nasze urządzenie dostosowuje się do konkretnego pacjenta. Zadowalające rezulataty osiągamy już po pięciu dniach!" - przekonuje Fabio Babiloni z Uniwersytetu La Sapienza w Rzymie.
Na wydziale elektroniki i informatyki Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej w Kanadzie analizowano aktywność mózgu zdrowych osób wykonujących oraz jedynie zamierzających wykonać ruch różnymi częściami ciała. W obu wypadkach odczyty okazały się zbliżone. Zebrany materiał pozwolił stworzyć cztery gry, które obsługuje się między innymi wyimaginowanymi ruchami palców u rąk i stopami. Generowane fale mózgowe odczytywane są przez elektrody umieszczone na głowie - nad korą ruchową. "Interfejs mózgowy zwiększy swobodę pacjentów, znacząco poprawiając jakość ich życia. Będą mogli myślami obsługiwać różne urządzenia" - przekonuje Gary Birch, jeden z członków kanadyjskiego zespołu badawczego.
"Są ograniczone możliwości odczytywania fal mózgowych przez czujniki umieszczone na czaszce. Liczba rejestrowanych stanów jest niewielka, przez co sterowanie różnymi urządzeniami jest ograniczone" - ocenia jednak Philip Kennedy z Emory University School of Medicine w Atlancie (Stany Zjednoczone). Kierowany przez niego zespół zdecydował się wszczepić dwóm ochotnikom elektrody bezpośrednio do mózgu. Pobudzane w trakcie myślenia komórki nerwowe emitują sygnał elektryczny przekazywany do zewnętrznego odbiornika. "Pacjent musi sobie wyobrażać ruch różnymi częściami ciała. Po niedługim treningu potrafi przesunąć kursor w wybrane miejsce ekranu. To taka umysłowa myszka" - twierdzi Kennedy. Implanty w mózgu mają umożliwić m.in. sterowanie urządzeniami stymulującymi mięśnie, pozwalając sparaliżowanym osobom odzyskać kontrolę na ciałem.
Jazda bez kierownicy
Na wydziale informatyki uniwersytetu w Rochester (Stany Zjednoczone) stworzono samochód sterowany myślami, poruszający się w wirtualnej rzeczywistości. Pacjent nakłada hełm z wyświetlaczem ciekłokrystalicznym i odpowiednio kontrolując swoje myśli, skręca, hamuje i przyspiesza. Obecnie amerykańscy naukowcy pracują nad systemem, który w zależności od preferencji chorego będzie udostępniał menu z różnymi funkcjami. Pozwolą one na przykład sterować znajdującymi się w pokoju urządzeniami (włączać światło czy uruchamiać telewizor), pisać listy, grać w szachy oraz obsługiwać aparaturę medyczną.
Prace nad systemami zamieniającymi fale mózgowe na określone działania prowadzą też laboratoria wojskowe. Agencja badawcza armii brytyjskiej konstruuje kokpit obsługiwany za pomocą bodźców umysłowych. Pilot myśliwca będzie mógł bez użycia rąk zmieniać ustawienia znajdujących się w kabinie przełączników. Zatem nawet w trakcie skomplikowanych manewrów bez problemu uruchomi na przykład system uzbrojenia. Za kilka lat upowszechnią się rozwiązania służące bezpośredniej komunikacji między mózgiem a urządzeniami elektronicznymi. Tym samym komputery staną się posłuszne naszym myślom.
Sterowanie myślą
Czują, widzą, słyszą i myślą, nie mogą natomiast mówić ani poruszać mięśniami. Sparaliżowane ofiary wypadków i chorób układu nerwowego żyją niemal w całkowitej izolacji. W 1997 r. ukazała się książka "The Diving Bell and the Butterfly" (polskie wydanie:"Skafander i motyl"), którą Jean-Dominique Bauby dyktował litera po literze, mrugając okiem. "Niektórzy chorzy nie są w stanie nawet kontrolować pracy mięśni twarzy ani ruchu oczu. Dlatego do obsługi stworzonego przez nas komputera nie potrzeba jakiejkolwiek aktywności mięśni. Aby przesuwać kursor na ekranie, pacjent musi jedynie odpowiednio kontrolować swoje myśli" - wyjaśnia prof. Niels Birbaumer z uniwersytetu w Tybindze.
Elektrody przyczepione do głowy osoby siedzącej przed komputerem monitorują potencjał kory mózgowej. Jeśli jest on dodatni, kursor przesuwa się w górę ekranu, gdy jest ujemny - w dół. W trakcie specjalnego treningu pacjent uczy się sterować tym potencjałem. "Po opanowaniu wprawnego przesuwania kursora wprowadzamy oprogramowanie pozwalające pisać. Zaczynamy od prostych wyrazów i dochodzimy do pisania normalnych tekstów. Jeden z naszych pacjentów udzielił w ten sposób wywiadu"- opowiada prof. Birbaumer.
Ponieważ kursor może być przesuwany jedynie w dwóch kierunkach, naukowcy z Tybingi przygotowali specjalny edytor tekstu. Na pierwszym ekranie wyświetlany jest alfabet podzielony na połowy. Po zaznaczeniu jednej z nich, pozostałe litery ponownie dzielone są na dwie grupy itd. Po dojściu do wprawy, wybranie litery zajmuje około półtorej minuty, a napisanie zdania około godziny. Grupa kierowana przez Birbaumera planuje wprowadzenie do tego nietypowego edytora słownika podpowiadającego zakończenia wyrazów, co znacznie przyspieszy pisanie. Po kilku tygodniach intensywnych treningów sparaliżowana osoba może za pomocą urządzenia przekładającego fale mózgowe na ruch kursora swobodnie przekazywać swoje odczucia, pytania czy prośby.
Skanowanie wyobraźni
Grupa włoskich i fińskich uczonych opracowała system rozpoznający trzy różne stany mózgu: relaks oraz wyobrażenie ruchu lewymi i prawymi kończynami. Pacjent koncentruje się na przekazanym przez prowadzącego zadaniu, a komputer porównuje, czy rejestrowane fale mózgowe pasują do zapisanego wcześniej wzoru. "Aktywność mózgu poszczególnych osób jest różna, dlatego nasze urządzenie dostosowuje się do konkretnego pacjenta. Zadowalające rezulataty osiągamy już po pięciu dniach!" - przekonuje Fabio Babiloni z Uniwersytetu La Sapienza w Rzymie.
Na wydziale elektroniki i informatyki Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej w Kanadzie analizowano aktywność mózgu zdrowych osób wykonujących oraz jedynie zamierzających wykonać ruch różnymi częściami ciała. W obu wypadkach odczyty okazały się zbliżone. Zebrany materiał pozwolił stworzyć cztery gry, które obsługuje się między innymi wyimaginowanymi ruchami palców u rąk i stopami. Generowane fale mózgowe odczytywane są przez elektrody umieszczone na głowie - nad korą ruchową. "Interfejs mózgowy zwiększy swobodę pacjentów, znacząco poprawiając jakość ich życia. Będą mogli myślami obsługiwać różne urządzenia" - przekonuje Gary Birch, jeden z członków kanadyjskiego zespołu badawczego.
"Są ograniczone możliwości odczytywania fal mózgowych przez czujniki umieszczone na czaszce. Liczba rejestrowanych stanów jest niewielka, przez co sterowanie różnymi urządzeniami jest ograniczone" - ocenia jednak Philip Kennedy z Emory University School of Medicine w Atlancie (Stany Zjednoczone). Kierowany przez niego zespół zdecydował się wszczepić dwóm ochotnikom elektrody bezpośrednio do mózgu. Pobudzane w trakcie myślenia komórki nerwowe emitują sygnał elektryczny przekazywany do zewnętrznego odbiornika. "Pacjent musi sobie wyobrażać ruch różnymi częściami ciała. Po niedługim treningu potrafi przesunąć kursor w wybrane miejsce ekranu. To taka umysłowa myszka" - twierdzi Kennedy. Implanty w mózgu mają umożliwić m.in. sterowanie urządzeniami stymulującymi mięśnie, pozwalając sparaliżowanym osobom odzyskać kontrolę na ciałem.
Jazda bez kierownicy
Na wydziale informatyki uniwersytetu w Rochester (Stany Zjednoczone) stworzono samochód sterowany myślami, poruszający się w wirtualnej rzeczywistości. Pacjent nakłada hełm z wyświetlaczem ciekłokrystalicznym i odpowiednio kontrolując swoje myśli, skręca, hamuje i przyspiesza. Obecnie amerykańscy naukowcy pracują nad systemem, który w zależności od preferencji chorego będzie udostępniał menu z różnymi funkcjami. Pozwolą one na przykład sterować znajdującymi się w pokoju urządzeniami (włączać światło czy uruchamiać telewizor), pisać listy, grać w szachy oraz obsługiwać aparaturę medyczną.
Prace nad systemami zamieniającymi fale mózgowe na określone działania prowadzą też laboratoria wojskowe. Agencja badawcza armii brytyjskiej konstruuje kokpit obsługiwany za pomocą bodźców umysłowych. Pilot myśliwca będzie mógł bez użycia rąk zmieniać ustawienia znajdujących się w kabinie przełączników. Zatem nawet w trakcie skomplikowanych manewrów bez problemu uruchomi na przykład system uzbrojenia. Za kilka lat upowszechnią się rozwiązania służące bezpośredniej komunikacji między mózgiem a urządzeniami elektronicznymi. Tym samym komputery staną się posłuszne naszym myślom.
Więcej możesz przeczytać w 45/2001 wydaniu tygodnika Wprost .
Archiwalne wydania tygodnika Wprost dostępne są w specjalnej ofercie WPROST PREMIUM oraz we wszystkich e-kioskach i w aplikacjach mobilnych App Store i Google Play.