Už je to tady: Čip v mozku a ovládání počítače myšlenkou

Karel Javůrek  |  Technika
Ilustrační foto

Periferní zařízení nejrůznějšího druhu nám dovolují ovládat počítač velmi snadno. Lepší by ale bylo napojení snímačů přímo na mozek, což už se vědcům úspěšně podařilo.

Naše interakce se stroji začala pomocí různých páček a přepínačů. S příchodem pokročilých počítačových strojů se dostalo i na první klávesnice. Klávesnice je sice zjednodušeně taktéž pouze trochu upravená forma přepínačů, poskytuje však mnohem rychlejší a pohodlnější zadávání informací.

Další revoluce se týkala myši, tedy další počítačové periférie, která zjednodušila ovládání zcela nové generace uživatelského virtuálního prostředí, které je dvourozměrného charakteru. V nejnovějším případě už začíná pomalu mizet nejen fyzická klávesnice, ale i myš. Moderní tablety disponují opět novou generací uživatelského rozhraní, které umožňuje ovládání přímo dotykem na obrazovce; klávesnice je také na obrazovce a přizpůsobená na dotyk. Nejsou tedy nutné žádné externí periférie. Co nás ale čeká dál?

Nejlepší periferie je žádná periferie

Tak jako u každé revoluční technologie, která se dostane k většímu množství jedinců, musí ta novější vždy poskytovat určité usnadnění, zrychlení, větší přirozenost a podobně. S dotykovými tablety lze spousty věcí dělat mnohem rychleji a snadněji, než s jakoukoli starší ovládací periférií. Zatím se to sice nedá říci o všem, ale s postupným přizpůsobením rozhraní lze očekávat rozšíření použitelných oblastí i zde.

Takovou specifickou mezifází je jistě například Kinect od Microsoftu, který slouží pro snímání celého těla s možností ovládání zařízení, systémového prostředí a hraní zábavných, leč jednoduchých her. Na přesnou práci to rozhodně není, ale budoucnost zajistí pokročilejší snímací čipy i zde a vše se postupem času nějak vyřeší. Není možné snímat přesně pohyb prstů v prostoru pro psaní? Částečné řešení je klidně možné v rozpoznávání a přepisování hlasu. Ale pochopitelně vše má i své nevýhody – hlas se třeba unaví rychleji než prsty opřené ruky o klávesnici. Nicméně, kolik procent lidí píše dlouhé texty?

I když se jedná o ovládání hlasem, pohyby rukou nebo dotykem, stále musíme používat periferii, která je tvořena našim vlastním tělem. Proč ale krkolomně a neúsporně vysílat elektrické signály z mozku do svalů, ruky či hlasivek a nesnímat je již na samotném počátku?

BrainGate aneb když myšlenky hýbou světem (i virtuálním)

Výzkumný tým BrainGate je tvořen předními specialisty na neurologii a neurovědy, počítačovými experty, programátory, inženýry, matematiky, neurochirurgy a dalšími využitelnými experty v daných oborech.

Předmětem spolupráce je především posun v oblasti neurotechnologií; v této fázi pouze pro ochrnuté či jinak postižené jedince, kteří nemohou fyzicky použít žádnou část svého těla pro interakci s prostředím, ať už fyzickým, tak i virtuálním.

Implantovaný čip o velikosti 4 × 4 mm má sto elektrod a vydržel napojený v mozku už téměř tři roky bez značné ztráty funkčnosti
Implantovaný čip o velikosti 4 × 4 mm má sto elektrod a vydržel napojený v mozku už téměř tři roky bez značné ztráty funkčnosti

Elektrické signály, které mozek vysílá pro končetiny, lze nějakým způsobem nasnímat, v reálném čase dekódovat a použít je pro ovládání takřka čehokoli. Vědci z tohoto týmu dokázali vyvinout speciální senzor se stovkou vodičů, které byly napojeny na jednotlivé signálové cesty neuronů pro ovládání končetin.

Ochrnutá a dobrovolná uživatelka, která nemůže ani mluvit, má čip implantovaný přímo do zmíněné mozkové části. Signál z elektrod je zaznamenáván v počítači a dekódován do určité formy dat. Ty jsou prezentovány a testovány coby virtuální myš na obrazovce, se kterou může dobrovolnice pohybovat po obrazovce pouhou myslí.

Čip o velikosti 4 × 4 mm měl na začátku 100 elektrod, z toho 96 funkčních, ale postupem času některé přestaly s poklesem kvality fungovat. Po neuvěřitelných tisících dnech, kdy měla uživatelka tento čip napojený na mozek, však stále funguje a to i přes to, že více než polovina elektrod již nedodává potřebný kvalitní signál. I poloviční funkčnost stačila – mozek se dokázal přizpůsobit a uživatelka splnila úkoly s podobnou úspěšností (91,3 %), jako u nového čipu s téměř stovkou funkčních elektrod.

Spolehlivost propojení závisí na mnoha oblastech, ať už se jedná o materiály, způsob napojení a podobně. Cílem ale je, aby takový čip v budoucnu dokázal vydržet nejen několik let ve funkčním stavu, ale nejlépe po celý život.

Zatím testy a zkoumání

Jak je vidět na videu, testuje se především přesnost pohybu myši po obrazovce v určitých směrech a s různými cíli. Ale signály lze použít na všechny možné způsoby, dokonce i ovládání fyzických předmětů v podobě vozíčku.

A proč vlastně nepoužít bezdrátové snímače, bez nutnosti operace hlavy? Bezdrátové snímání vzruchů je zatím velmi nepřesné a nelze ho tak využít pro přesnější věci typu pohyb kurzorem a podobně. Jednou ale bude možná přesnost dostatečně vysoká na to, aby mohla zachytit i velmi malé rozdíly v konkrétní části a prostoru mozku. Výsledky ale budou vždy lepší s přímým elektrickým napojením.

Jaký to ale má význam pro zdravé lidi a usnadnění ovládání počítačů a zařízení?

Technologie, která je jen otázkou času

Nelze předpokládat, že si dobrovolně budeme nechávat implantovat čipy do mozku, abychom mohli ovládat myš a jiné zařízení pouhou myšlenkou a pomyšlením. Reálná možnost použití u běžných lidí tak připadá v úvahu pouze s bezdrátovými snímači, které nám tak svým způsobem budou číst myšlenky, i když zpočátku pouze ty jednodušší pro pohyb v prostoru.

Od této hranice je to už ale kousek k další a složitější oblasti, která se netýká myšlenek pro ovládání svalů, ale těch ostatních. Když si „v duchu“ něco říkáte nebo předmlouváte, aniž byste použily hlasivkový sval, nebylo by nejjednodušší tyto signály rovnou snímat a okamžitě přepsat na text nebo další formu?

V této fázi pomalu začne zatím stále vzdálená éra telepatie, tedy zjednodušeně přenos myšlenky prostorem jiným způsobem, než jakým je naše tělo standardně vybaveno – léty nacvičeným rozvibrováním hlasivkového svalu poslat prostorem mechanické vlnění, které druhý jedinec přijme snímačem v podobě ucha a tyto signály pak léty učeným způsobem dekóduje (kódování – jazyk, vlastnosti – tón, délka, struktura – písmena, věty).

Z obecného pohledu nejde o nic nepředstavitelného, změní se pouze forma a způsob přenosu. Zajímavé to ale začne být až s příchodem stimulace vstupního signálu do mozku, a jaké to bude mít následky, se můžete dočíst ve starším článku Virtuální realita místo teleportace. Přivítejte Matrix.

Nejčtenější