Bir protezi hareket ettirmek, video oyunları oynamak, başkalarıyla iletişim kurmak: beyin-bilgisayar arayüzleri, fiziksel engelli insanlara giderek daha fazla özerklik sağlıyor. Ama kitlelere uygun hale gelmeleri biraz zaman alacak.
James Johnson bir gün tekrar araba kullanabilmeyi umuyor. Böyle bir durumda, aracı sadece aklını kullanarak kontrol edecektir. Johnson, Mart 2017’de ciddi bir go-kart kazası geçirdi ve o zamandan beri omuzlarının altında neredeyse tamamen felç oldu. Daha önce onlarca yıldır felçli insanlarla ilgilendiğinden, kendisini neyin beklediğini çoğundan daha iyi anlamıştı. “Derin bir depresyona girdim” diyor. “Bu başıma geldiğinde, yapabileceğim hiçbir şey olmadığını düşündüm.”
Ancak daha sonra Johnson’ın rehabilitasyon ekibi, onu Pasadena’daki Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’ndeki (Caltech) araştırmacılarla tanıştırdı ve onlar da onu bir beyin-bilgisayar arayüzü (BCI) klinik çalışmasına katılmaya davet etti. Bu, önce korteksine iki elektrot ızgarasının implante edileceği beyin cerrahisi gerektirecektir. Gelecekte, bu elektrotlar daha sonra beynindeki nöronların uyarılarını kaydedecek ve bilim adamları, düşüncelerini ve niyetlerini çözmek için algoritmalar yardımıyla değerlendireceklerdi. Sistem daha sonra bilgisayar uygulamalarını çalıştırmak veya protez bir uzvu hareket ettirmek için Johnson’ın beyin aktivitesini kullanabilir. Sonuç olarak, bu yıllar ve yüzlerce yoğun egzersiz gerektirir. Yine de Johnson, “Gerçekten tereddüt etmedim” diyor.
Johnson, Kasım 2018’de yerleştirilen implantını ilk kez kullandığında imleci bilgisayar ekranının üzerine getirdi. “Matrix gibi hissettirdi. Bilgisayara bağlandık ve işte, imleci sadece düşüncelerimle hareket ettirebildim.
O zamandan beri Johnson, implantını robotik bir kolu kontrol etmek, Photoshop yazılımı kullanmak, video oyunları oynamak ve en son sanal ortamda simüle edilmiş bir araba sürmek için kullandı. “Neler yapabildiğimize her zaman hayret ediyorum” diyor. “Çok etkileyici!”
Johnson, beyinlerine kalıcı olarak BCI implante edilen tahmini 35 kişiden biridir. Sadece bir düzine kadar laboratuvar bu tür araştırmaları yürütüyor, ancak sayı artıyor. Son beş yılda, bu tür cihazlar kullanılarak geri kazanılabilen becerilerin kapsamı muazzam bir şekilde genişledi. 2021’de bilim adamları, doğrudan beynine duyusal geri bildirim gönderebilen robotik bir kol, felç geçirdikten sonra konuşamayan biri için konuşma protezi ve rekor hızlarda iletişim kurabilen bir kişi kullanan bir çalışma katılımcısını bildirdi . onları kullanarak onun el yazısını hayal etti .
Bugüne kadar, bireysel nöronların uzun süreler boyunca aktivitelerini kaydeden implantların çoğu tek bir şirket tarafından yapılmıştır: Salt Lake City, Utah merkezli bir tıbbi cihaz geliştiricisi olan Blackrock Neurotech. Ancak 2015’ten beri BCI’lara olan ticari ilgi hızla arttı. Örneğin Elon Musk, insanları ve bilgisayarları birbirine bağlamak amacıyla 2016 yılında San Francisco, California’da Neuralink’i kurdu. Şirket o zamandan beri 363 milyon dolar topladı. 2021’de Blackrock Neurotech ve diğer birkaç yeni BCI şirketi de önemli ölçüde mali destek aldı.
Bununla birlikte, beyin-bilgisayar arayüzlerini piyasaya sürmek için, şimdiye kadar yalnızca birkaç kişi üzerinde test edilmiş olan özel bir teknolojinin, üretilebilen, implante edilebilen ve büyük ölçekte kullanılabilecek bir ürüne dönüştürülmesi gerekir. Kapsamlı testler, beyin implantlarının araştırma dışında da işe yaradığını ve kullanıcıların günlük yaşamını – ve pazarlanabilir fiyatlarla – kanıtlanabilir şekilde iyileştirdiğini göstermelidir. Tüm bu hedeflere ulaşmanın zaman çizelgesi belirsiz, ancak sektör iyimser. Austin, Teksas merkezli bir nöroteknoloji şirketi olan Paradromics’in kurucusu ve CEO’su Matt Angle, “Binlerce yıldır felçli insanları iyileştirmenin bir yolunu arıyoruz” dedi. »Artık aslında teknolojilerin eşiğindeyiz
arayüzün geliştirilmesi
Haziran 2004’te araştırmacılar, ilk kez bir bıçak yarasıyla felç olmuş bir adamın motor korteksine bir elektrot ızgarası yerleştirdiler. Uzun süreli bir BCI implantı alan ilk kişiydi. Bugüne kadar bir beyin-bilgisayar arayüzü implante edilen çoğu insanda olduğu gibi, bilişsel yetenekleri bozulmamıştı. Hareket ettiğini hayal edebiliyordu ama motor korteksi ile kasları arasındaki nöral yolları kaybetmişti. Araştırmacılar, maymunlarla onlarca yıl çalıştıktan sonra, motor korteksteki gerçek zamanlı aktivite kayıtlarını kullanarak hayvanların hareketlerinin şifresini çözmeyi öğrendiler. Şimdi umut ettiler
2006 yılında, ufuk açıcı bir makalede ekip, aynı adamın bilgisayar ekranında bir imleci hareket ettirmeyi, bir televizyonu çalıştırmayı ve sadece zihniyle robotik kolları ve elleri nasıl kontrol etmeyi öğrendiğini anlattı. Çalışma, Providence, Rhode Island’daki Brown Üniversitesi’nde bir sinirbilimci ve Boston’daki Massachusetts General Hospital’da bir nörolojik kritik bakım doktoru olan Leigh Hochberg tarafından yönetildi. Bugüne kadar devam eden BrainGate adlı bir dizi çok merkezli çalışmanın ilkiydi.
Hochberg, “Çok basit, ilkel bir gösteriydi” diyor. “Hareketler yavaştı, belirsizdi – ya da her ikisi birden. Ancak hareket edemeyen bir kişinin korteksini kaydetmenin ve böylece o kişinin harici bir cihazı kontrol etmesine izin vermenin mümkün olduğunu gösterdi.”
