Brain-machine interface („neuromics“) Boris Klimeš

Základní definice BMI = rozhraní mozek/stroj; sada technologií pro kontakt aplikace přímo s mozkem, resp. jeho signály Data-out: neurální aktivita → elektrický/mechanický výstup v zařízení, ovládání stroje Data-in: elektrický vstup → neurální aktivita, ovládání mozku Brain-machine interface

Data-out: koncept vzruchy neuronů → elektrický signál využití: Brain-machine interface  usnadnění života tělesně postiženým  „bezhlasová“ komunikace  ovládání protetických končetin  bezpilotní dálkově ovládaná letadla

Data-out: princip neinvazivní metody: EEG, MEG invazivní metody: implanty do mozku Brain-machine interface  snímány vzruchy na jednotlivých neuronech  Miguel Nicolelis objevil, že každý pohyb vykonávají neurony po celém motorickém kortexu  elektrody počítají množství vypálených vzruchů, čímž určují dominantní preferovaný směr  300ms prodleva mezi vznikem neurálního signálu a provedením příslušného pohybu

Data-out: technologie potřeba silného výpočetního aparátu, učinného určení oblasti s nejsilnější aktivitou vyvolávající konkrétní pohyb permanentní implantace elektrod do kortexu, Brain-machine interface technologie elektrod nedestruktivní pro tkáň unikátní kalibrace sond každému subjektu

Braingate Cyberkinetics Inc., USA 2004 Brain-machine interface

Braingate Brain-machine interface multielectrode array 100 jehel, délka 1mm, průměr 3- 5mikronů, velikost destičky 4x4mm měděné pozlacené vodiče injecter CEREBUS data acquisition

Data-out: historie 90.léta: Nicolelis a Chapin začínají výzkum BMI 1999: pokus s krysou a pitítkem 2000: pokus s mirikinou noční 2000: Kennedy implantuje do ochrnutého člověka 2002: Donoghue zdokonaluje testy na opicích 2003: DARPA cítí šanci, investuje $24mil 2004: Nicolelis více experimentuje s lidmi 2004: Donoghue zakládá Cyberkinetics, pilotním produktem Braingate Brain-machine interface

Data-out: budoucnost méně kabelů, telemetrické čipy, zlevnění zpětná vazba cerebrostimulátory protetické končetiny ovládání robotů kyborgizace lidstva Brain-machine interface

Data-in: problémová technologie koncept: ovládání mozku na dálku máme právo ovládat lidi přímo? 2002: Chapin vynalézá krysu-záchranářku budoucnost: UV vize? počítačové smysly? feedback pro data-out Brain-machine interface