Восстановление Зрения Бионический Глаз: Уже Не Фантастика

Д-р Майкл Байелер хочет взаимодействовать с вашим мозгом через бионическое зрение. Выяснить, почему он сравнивает свою работу ‘комфортнее’ версия мозг имплантантов на ‘Черное зеркало’.

Restoring Vision With Bionic Eyes: No Longer Science Fiction

(Юитиро Чино / Джетти)

Бионическое зрение может звучать как научная фантастика, но доктор Майкл Байелер работает только на это.

Родом из Швейцарии, доктор Байелера, окружавшее его постдокторант в Университете Вашингтона до переезда в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре этой осенью возглавить новообразованное “Бионик Лаб” видения на кафедрах информатики и психологических наук и головного мозга.

Мы говорили с ним об этом “глубоком увлечении мозга” и, как он надеется, что его работа в конечном итоге удастся вернуть зрение слепым. Вот несколько отредактированная и сокращенная выдержки из нашей беседы.

Доктор Байелера, дают нам представление о нервной инженерии, который приведет к бионическим зрением в будущем.
[МБ] нейроинженерии является новой междисциплинарной области, направленных на инженерные устройства, которые могут взаимодействовать с мозгом. Вроде как мозг имплантаты из Черного зеркала, но гораздо менее стремно. [Смеется]

Человеческий мозг содержит примерно 100 миллиардов нервных клеток, или нейронов и триллионы связей между ними, организованных в различные участки мозга, каждый из которых поддерживает определенную задачу, например, обработку визуальной или слуховой информации, принятия решений, или перемещение из пункта А в Б. Можно представить, что понимание того, как эти нервные цепи порождают восприятие и действие требует объединяя навыки из различных дисциплин, таких как неврология, машиностроения, информатики и статистики.

Объясните, как эти ИМТ работать в своей области. Я проверил их для поднятия настроения, но не подключен к визуальных состояний.
Право. “Интерфейсов мозг-компьютер” может быть использована как для лечения неврологических и психических расстройств, а также для понимания функции мозга, и сейчас инженеры разрабатывают способы манипулирования этими нейронных цепей электрические токи, свет, ультразвук и магнитные поля. Примечательно, что мы можем сделать палец, руку, или даже ногу передвинуть просто активировав право нейронов в моторной коре. Аналогичным образом, мы можем активировать нейроны в зрительной коре, чтобы заставить людей видеть вспышки света. Бывший позволяет нам для лечения неврологических заболеваний, таких как болезнь Паркинсона и эпилепсию, а последний должен в конечном итоге позволит нам восстановить зрение слепым.

Удивительно. И какие устройства в настоящее время в области?
Идея визуального протеза, или бионический глаз, это уже не научная фантастика. Вы, наверное, слышали о Аргус II, а устройство, разработанное компанией под названием ясновидения, который доступен в США, Европе и в некоторых азиатских странах. Это для людей, которые потеряли зрение из-за дегенеративных заболеваний сетчатки, таких как пигментный ретинит и дегенерация желтого пятна.

Сколько сегодня людей имеют эти ретинальные протезы?
Я считаю, есть теперь более чем 300 пользователей Аргус II по всему миру и ее производителя, Второе зрение, только начали имплантировать Орион прибор, который пропускает глаз целиком и напрямую взаимодействует с зрительной коре. Кроме того, мы также с нетерпением ожидают первых результатов Прима, новый субретинальной устройство, созданное в Стэнфордском университете и коммерциализирована французской компанией Pixium посетило видение.

Так это растущее поле?
Наверняка. В самом деле, некоторые 30 больше устройств находятся в разработке по всему миру. В целом должен быть широкий выбор восстановление зрения технологий в течение следующего десятилетия.

Restoring Vision With Bionic Eyes: No Longer Science Fiction

(Женщина Аргус второго стекла система тестов доктор Байелер х)

Для ясности объясню, как нынешняя система работает.
Когда люди, из-за различных заболеваний, больше нет их фоторецепторы—свет-сбор клеток в задней части глаза—идея в том, чтобы заменить эти клетки с такими микроэлектрод, который имитирует их функциональность. Пользователи Аргус II также носите очки с небольшой камеры, встроенной, поэтому визуальный входной камеры может быть переведено в серию электрических импульсов, что имплантат обеспечивает нейронных цепей в глаза. Для большинства пациентов, Аргус II обеспечивает “палец-подсчета” уровня видения—люди могут отличать свет от темного фона и увидеть движения, но их видение размыто и зачастую трудно интерпретировать. К сожалению, при современных технологиях это, оказывается, очень трудно имитировать нейронные код в глаза и в зрительной коре, чтобы обмануть мозг и заставить его думать, что он видел что-то значимое. Это где я пришел.

Моя цель состоит в основном чтобы понять, как перейти от входной камеры к электрической стимуляции и придумать код, что зрительная система может интерпретировать. Это требует как глубокого понимания базовых психофизиологии, а также технические навыки для инженера решения жизнеспособной в реальном времени.

И как вы это делаете?
С помощью средств информатики, нейробиологии и когнитивной психологии. Например, мы придумали математические уравнения, которые описывают, как отдельные нейроны реагируют на электрическую стимуляцию. Кроме того, мы выполняем простые психофизические эксперименты, такие как просят пользователи Аргус II, чтобы нарисовать то, что они видят при стимуляции различных электродов. Затем мы используем выводы из этих экспериментов по разработке программных пакетов, которые предсказывают, что люди должны видеть для любого заданного рисунка электрической стимуляции, которая может быть использована производителем устройства, чтобы сделать искусственное зрение, предоставленной этими устройствами, более понятной для пользователя.

Сосредоточены ли вы на бионический (искусственное), а не биомимикрии (физическое) зрение?
Да потому, что вместо того, чтобы сосредоточиться на “естественное” видение, то, может быть, лучше думать о том, как создать “практическую” и “полезные” искусственного зрения. У нас есть реальная возможность влиться в существующие нейронные системы слепых и увеличить свои визуальные чувства много, как Google стекла или Microsoft HoloLens уже. Например, сделать вещи выглядят ярче, чем ближе они становятся, использует компьютерное зрение, чтобы пометить безопасный пути и сочетать его с GPS, чтобы дать визуальный маршрут, предупреждать о надвигающейся опасности в их непосредственном окружении, или даже расширить диапазон “видимого” света с использованием инфракрасного датчика. Как только качество создаваемого искусственного видения достигает определенного порога, там много веселого пути.

На практическом уровне, как вы используете технологии в своих исследованиях?
Поскольку мы не разрабатываем собственные импланты, мы часто сотрудничаем с различными производителями устройств. В последнее время мы активно используем Аргус II, который поставляется с собственным довольно сложный набор средств разработки программного обеспечения. Второй взгляд были очень откровенны, как путем предоставления доступа к пациентам, а также терпеть наше нытье просит внести небольшие изменения программного обеспечения, так что мы можем протестировать наши безумные теории. В конце концов, такое сотрудничество должно быть выгодно для обеих сторон, в идеале торговые данные за понимание.

Какие другие инструменты и программное обеспечение, вы используете в своей работе?
В настоящее время на месторождении преобладают разные производители устройств, которые (по понятным причинам) может быть очень защитным из их интеллектуальную собственность. Тем не менее, швейцарский во мне считает важным, чтобы обеспечить нейтральную академический голос повышать инструменты и ресурсы, которые доступны всем. Поэтому мы в значительной степени ориентируемся на открытой научной практики.

Вы разработали несколько проектов с открытым исходным кодом, верно?
Да, в этом духе, мы были первыми, чтобы сделать наше моделирование двигателя, pulse2percept, доступен как пакет с открытым исходным кодом на Python. Цель pulse2percept это предсказать, что пациент должен увидеть любой входной стимул. Интересно, что этот подход уже привлек внимание второго взгляда и Pixium видения, которые выразили заинтересованность в использовании нашего программного обеспечения, чтобы предсказать, что их пациенты видят. В будущем, моя цель состоит в том, чтобы адаптировать это программное обеспечение для других устройств, поскольку они становятся доступными.

Что вас привело к нам из Швейцарии, в первую очередь?
Я начинал как инженер-электрик, в Цюрихе, потому что я всегда был заинтересован в том, как вещи работают, но все больше и больше погружался в сам мозг, понимая, что мои навыки как инженер-электрик непосредственно обращающиеся к пониманию того, как работает мозг. Я мог бы взять обработки сигналов, теории сетей, теории информации и через биомедицинской инженерии и неврологии—работать в направлении мозг-вдохновил нейронных сетей и робототехники—и использовать все эти понятия, чтобы сделать что-то действительно хорошее. Вот как я попал в Калифорнийский университет, чтобы продолжить учебу и сделать мой кандидат. Я был только планирует приехать к нам на 9 месяцев.

И ты еще тут десять лет спустя.
[Смеется] Хорошо.

Вернемся к вашим исследованиям сегодня: Кто ваши главные болельщики?
Мои последние работы не было бы возможным без щедрой поддержки со стороны вашингтонского исследовательского фонда в сочетании с Гордон фонд и Бетти Мур и Альфреда Слоуна. Кроме того, мне очень повезло получить в k99 путь к премии независимость от Национального института глаза в низ. Этот престижный пятилетний грант, который предназначен, чтобы облегчить мой переход в начала моей исследовательской группы в качестве помощника профессора.

Вы вступаете в кафедрах информатики и психологических наук и мозга в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре и построить Бионик Лаб видение, что такое классное имя.
Да, я очень воодушевлен этой возможностью. Есть много клинических исследований группы изучения воздействия ослепления дегенеративных заболеваний, и ряда медико-биологических групп технических устройств. Но никто на самом деле упором на новые методы и алгоритмы, чтобы улучшить код, с помощью которого эти устройства взаимодействуют с самой зрительной системе человека. Наша группа будет сквозной задачи, которая пытается объединить выводы из неврологии с информатика и вычислительная техника по созданию разумных интерфейсов мозг-компьютер и придумать новые способы, чтобы увеличить практичность искусственного зрения.

Наконец, как вы стали заинтересованы в этой области в первую очередь?
Для меня это конечная научных поисках, и у него есть потенциал, чтобы вылечить слепоту. В конце концов, все это возвращается к глубокой увлечение мозг—это загадочный кусок мяса, который использует меньше энергии, чем лампочка, чтобы дать повод нашим осознанным восприятием мира. Как на земле мозг делать?

Удивительно, когда вы действительно думаете об этом.
Это, пожалуй, один из последних оставшихся больших научных загадок. И что лучший способ проверить наше понимание мозга, чем построить устройство, которое может безопасно и эффективно взаимодействовать с ним? Я имею в виду, что технология, чтобы использовать этот комплекс схема идет, нет никакого пути вокруг этого, и это позволит нам манипулировать нашего восприятия, наших решений, наших действий. Нам лучше начать думать о том, как использовать эти силы во благо.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Гуру ПК
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: