Ένα τσιπ που εμφυτεύεται στον εγκέφαλο επέτρεψε σε έναν τετραπληγικό να ελέγχει τα email του, να παίζει παιχνίδια στον υπολογιστή και να τηλεχειρίζεται την τηλεόρασή του, ανακοίνωσε η εταιρεία που σχεδίασε το εμφύτευμα νοητικών εντολών.Το τσιπ της αμερικανικής Cyberkinetics ονομάζεται BrainGate (εγκεφαλική δίοδος) και περιλαμβάνει 100 μικροσκοπικά ηλεκτρόδια που εισάγονται σε ισάριθμα νευρικά κύτταρα στον εγκέφαλο του ασθενούς.

Η συσκευή εμφυτεύθηκε τον φετινό Ιούνιο σε έναν 24χρονο τετραπληγικό, ο οποίος εκπαιδεύτηκε να ελέγχει τις σκέψεις του ώστε να ενεργοποιεί το τσιπ.

Όπως αναφέρει το Nature.com, o ασθενής μπορεί πλέον να χειρίζεται συσκευές με νοητικές εντολές, ακόμα και αν κάνει και άλλα πράγματα ταυτόχρονα -για παράδειγμα να αλλάζει κανάλι στην τηλεόραση ενώ παράλληα μιλάει.

Το BrainGate πρόκειται να εμφυτευθεί σε τέσσερα ακόμα παράλυτα άτομα, ενώ άλλες ερευνητικές ομάδες ακολουθούν διαφορετικές προσεγγίσεις για τον έλεγχο συσκευών με τη σκέψη.

Για παράδειγμα, η εταιρεία Neural Signals, με έδρα την Ατλάντα, εξασφάλισε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για μια συσκευή που βιδώνεται στο κρανίο και καταγράφει την εγκεφαλική λειτουργία χωρίς να ακουμπά στους νευρώνες.

Αλλοι νευροσπιστήμονες πειραματίζονται με μη επεμβατικές μεθόδους, όπως εξελιγμένα συστήματα ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος που αναγνωρίζουν συγκεκριμένα μοτίβα στην εγκεφαλική δραστηριότητα.

Όμως όλα τα σημερινά συστήματα απέχουν από το να προσφέρουν επαρκή λειτουργικότητα. «Πρέπει να δημιουργήσουμε κάτι που λειτουργεί αποτελεσματικά και χωρίς πολλή εκπαίδευση για τον ασθενή» σχολιάζει ο Στίβεν Ρόμπερτς, ειδικός στα συστήματα διασύνδεσης εγκεφάλου-υπολογιστών στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης.

«Οι περισσότερες από αυτές τις συσκευές λειτουργούν καλά σε μια μικρή υποκατηγορία ασθενών, αλλά έχουμε πολύ δρόμο να διανύσουμε για να τις κάνουμε να λειτουργούν στο γενικό πληθυσμό» συμπληρώνει.

Μια νέα τεχνολογία που παρουσίασε η ιαπωνική Hitachi επιτρέπει στο χρήστη να ελέγχει ηλεκτρονικές συσκευές με τη δύναμη της σκέψης.Σε πρόσφατη επίδειξη στο Εργαστήριο Προηγμένης Έρευνας που διατηρεί η εταιρεία έξω από το Τόκιο, οι δημοσιογράφοι χρησιμοποίησαν νοητικές εντολές για να κινήσουν ένα τρενάκι τοποθετημένο σε ένα τραπέζι.

Ο χρήστης φοράει ένα καλωδιωμένο «καπέλο», το οποίο αναγνωρίζει μεταβολές της εγκεφαλικής λειτουργίας και στέλνει σε έναν κεντρικό υπολογιστή το ηλεκτρικό σήμα που αποκαλύπτει τις επιθυμίες του.

Για να κινήσει το τρενάκι, ο χρήστης πρέπει να κάνει απλούς αριθμητικούς υπολογισμούς στο κεφάλι του. Η συσκευή αναγνωρίζει έτσι την ενεργοποίηση του μετωπιαίου φλοιού, της περιοχής του εγκεφάλου που αναλαμβάνει την επίλυση προβλημάτων. Όταν ο χρήστης σταματήσει τις πράξεις, το τρενάκι ακινητοποείται.

Το σύστημα, με συνολικό βάρος γύρω στα δύο κιλά, βασίζεται στην τεχνική της «οπτικής τοπογραφίας»: το καπέλο εκπέμπει υπέρυθρη ακτινοβολία που διαπερνά το κρανίο και ανιχνεύει μεταβολές στη ροή του αίματος.

Οι τεχνολογίες χειρισμού με νοητικές εντολές βρίσκονται ακόμα σε πειραματικό στάδιο, ωστόσο η Hitachi και η ιαπωνική αυτοκινητοβιομηχανία Honda βρίσκονται σε κούρσα για τις πρώτες εμπορικές εφαρμογές.

Τα συστήματα αυτά θα μπορούσαν κάποτε να αντικαταστήσουν το πληκτρολόγιο και το ποντίκι ή να βοηθούν ασθενείς να επικοινωνούν με το περιβάλλον τους και να ελέγχουν ηλεκτρονικές συσκευές.

Η Hitachi πουλά από το 2005 μια συσκευή βασισμένη στην οπτική τοπογραφία η οποία επιτρέπει σε παράλυτους ασθενείς να δίνουν απαντήσεις «ναι», ή «όχι».

Το πειραματικό σύστημα της Honda, που θα μπορούσε κάποτε να ενσωματωθεί στα αυτοκίνητά της, αναγνωρίζει τις νοητικές εντολές όχι με υπέρυθρους αισθητήρες αλλά μέσω ενός μηχανήματος μαγνητικής τομογραφίας.

Η τεχνολογία δεν είναι ακόμα έτοιμη αρκετά αξιόπιστη για ευρεία χρήση, ωστόσο η Hitachi εκτιμά ότι σύντομα θα μπορούσε να εμφανιστεί σε παιχνίδια.

Ένα πρωτοποριακό σύστημα που διαβάζει την εγκεφαλική δραστηριότητα επέτρεψε σε έναν παράλυτο και βωβό ασθενή να αρθρώσει φθόγγους μέσω μιας συνθετικής φωνής στον υπολογιστή. Καθώς η τεχνολογία βελτιώνεται, οι χρήστες θα μπορούν σύντομα να μιλούν κανονικά με τη σκέψη τους, υπόσχονται οι επιστήμονες.

Η ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου της Βοστόνης εργάζεται σε έναν ασθενή που έχει μείνει σχεδόν τελείως παράλυτος, αλλά διατηρεί πλήρως τις αισθήσεις του. Όπως αναφέρει το Nature.com, οι ερευνητές εμφύτευσαν στον ασθενή ένα μόνιμο ηλεκτρόδιο, το οποίο καταγράφει τη δραστηριότητα των νευρώνων σε μια περιοχή του εγκεφάλου που ελέγχει την ομιλία.

Τα σήματα από το ηλεκτρόδιο τροφοδοτούνται στη συνέχεια σε ένα υπολογιστικό μοντέλο της ομιλίας, έτσι ώστε το λογισμικό να μάθει να αντιστοιχίζει τα μοτίβα της ηλεκτρικής δραστηριότητας με τα φωνήεντα που προσπαθεί να εκφέρει ο χρήστης. Στο τελικό στάδιο, ένα συνθεσάιζερ φωνής αναλαμβάνει να μετατρέψει τα σήματα στους αντίστοιχους ήχους φωνηέντων.

Στην επόμενη φάση, οι ερευνητές σκοπεύουν να εκπαιδεύσουν το λογισμικό στην αναγνώριση συμφώνων, και αργότερα ολόκληρων φράσεων.

Σε διάστημα πέντε ετών, εκτιμά ο επικεφαλής της έρευνας Δρ Φρανκ Γκούντερ, το σύστημα ίσως θα έχει βελτιωθεί αρκετά ώστε να μετατρέπει τις σκέψεις σε κανονική ομιλία.

Τα αποτελέσματα των πειραμάτων παρουσιάστηκαν σε συνέδριο της αμερικανικής Εταιρείας Νευροεπιστήμης..

Μια νεώτερη παραλλαγή της μαγνητικής τομογραφίας επέτρεψε σε διεθνή ομάδα νευροεπιστημόνων να μαντεύει τις προθέσεις του εξεταζόμενου.Η ανάλυση της εγκεφαλικής δραστηριότητας μπορούσε να αποκαλύψει, με αποτελεσματικότητα που φτάνει το 75%, αν ο εθελοντής σκόπευε να προσθέσει ή να αφαιρέσει δύο αριθμούς.

Οι Γερμανοί, Βρετανοί και Ιάπωνες ερευνητές, με επικεφαλής τον Δρ Τζον-Ντίλαν Χέινς του Ινστιτούτου Μαξ Πλανκ στη Λειψία, χρησιμοποίησαν τη μέθοδο του λειτουργικού μαγνητικού συντονισμού (fMRI), η οποία απεικονίζει την κατανάλωση οξυγόνου, και άρα τη μεταβολική δραστηριότητα, των εγκεφαλικών κυττάρων.

Προηγούμενες μελέτες είχαν δείξει ότι η μέθοδος μπορεί να δείξει, μεταξύ άλλων, αν ένας εξεταζόμενος λέει ψέμματα ή αλήθεια, ή αν σκοπεύει να κινήσει το χέρι του δεξιά ή αριστερά. Η τεχνολογία ήδη χρησιμοποιείται πειραματικά για να επιτρέπει σε παράλυτους ασθενείς να χειρίζονται υπολογιστές με τη δύναμη της σκέψης.

Στο τελευταίο πείραμα, εξηγεί το Nature.com, οκτώ εθελοντές μπήκαν στον τομογράφο και κλήθηκαν να αποφασίσουν αν θα πρόσθεταν ή θα αφαιρούσαν δύο αριθμούς που θα εμφανίζονταν λίγο αργότερα σε μια οθόνη.

Ο τομογράφος ήταν συνδεδεμένος με έναν υπολογιστή, ο οποίος είχε εκπαιδευτεί να αναγνωρίζει σκέψεις με βάση ένα έτοιμο σετ δεδομένων. Ουσιαστικά το σύστημα είχε μάθει να αντιστοιχίζει προθέσεις με μοτίβα εγκεφαλικής δραστηριότητας.

Στο 75% των περιπτώσεων ο υπολογιστής μπορούσε να μαντέψει την απόφαση του εθελοντή πριν ο ίδιος την αποκαλύψει. Αν οι προβλέψεις ήταν τυχαίες, το ποσοστό αυτό θα ήταν πολύ μικρότερο, 50%.

Όπως εξηγεί στο BBC ο επικεφαλής της μελέτης, η έρευνα επιβεβαιώνει την υπόθεση ότι οι προθέσεις που αποφασίζονται από την ελεύθερη βούληση αποθηκεύονται στις μεσαίες περιοχές του προμετωπιαίου λοβού, ενώ οι προθέσεις για την εκτέλέση υπαγορευμένων σχεδίων αποθηκεύονται στην επιφάνεια του εγκεφάλου.

«Μπορεί κανείς να διαβάσει κανείς [σκέψεις] σε ανώτερο επίπεδο, αρκεί να ξέρει πού στον εγκέφαλο πρέπει να κοιτάξει», δήλωσε.

Η έρευνα δημοσιεύεται στην επιθεώρηση Current Biology

«Μπορείς να μαντέψεις ποιο τραπουλόχαρτο κρατάω;». Αμερικανοί νευροεπιστήμονες δηλώνουν ότι μπορούν να απαντήσουν με ακρίβεια στο ερώτημα. Χάρη σε έναν μαγνητικό τομογράφο, συνδεδεμένο στον υπολογιστή, οι ερευνητές μπορούσαν να μαντέψουν ποια εικόνα κοιτούσε ο εξεταζόμενος.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μπέρκλεϊ στην Καλιφόρνια χρησιμοποίησαν την τεχνική του λειτουργικού μαγνητικού συντονισμού (fMRI), μια παραλλαγή της μαγνητικής τομογραφίας, μέσω της οποίας απεικονίζεται η αύξηση της ροής του αίματος στις ενεργές περιοχές του εγκεφάλου.

Ο Δρ Τζάκ Γκάλαντ και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν ειδικό λογισμικό για αναλύσουν την εγκεφαλική δραστηριότητα δύο εθελοντών την ώρα που κοιτούσαν 1.750 εικόνες διαφόρων αντικειμένων, όπως άλογα, δέντρα και κτίρια. Οι καταγραφές επέτρεψαν τη δημιουργία ενός μοντέλου των εγκεφαλικών αντιδράσεων που  αντιστοιχούσαν σε κάθε εικόνα.

Όταν ο κάθε εθελοντής κλήθηκε στη συνέχεια να κοιτάξει 120 νέες εικόνες, το σύστημα βασίστηκε σε αυτό το μοντέλο για να μαντέψει ποια εικόνα έβλεπε ο εξεταζόμενος εκείνη τη στιγμή.

Το ποσοστό επιτυχίας ήταν 72% στον ένα εθελοντή, ενώ στον δεύτερο έφτανε το εντυπωσιακό 92%, αναφέρει η ομάδα στο περιοδικό Nature. Αν ο υπολογιστής μάντευε στην τύχη, το ποσοστό αυτό δεν θα ξεπερνούσε το 0,8%.

Πρόκειται για σημαντική επιτυχία, δεδομένου ότι ο υπολογιστής δεν γνώριζε εκ των προτέρων πώς θα αντιδρούσε ο εγκέφαλος του κάθε εθελοντή σε μια εντελώς νέα εικόνα, όπως συνέβαινε στις περισσότερες αντίστοιχες έρευνες που είχαν δημοσιευτεί ως σήμερα.

«Οι εκτιμήσεις μας δείχνουν ότι με ένα σετ ενός δισεκατομμυρίου εικόνων -περίπου όσες είναι οι εικόνες που περιλαμβάνει ο κατάλογος της Google στο Διαδίκτυο- ο αποκωδικοποιητής θα αναγνώρισε σωστά την εικόνα στο 20% των περιπτώσεων» δήλωσε στο Γαλλικό Πρακτορείο ο Δρ Γκάλαντ.

Ο ερευνητές εκτιμά ότι η νέα τεχνολογία θα μπορούσε να χρησιμοποιείται ως διαγνωστικό εργαλείο για παθήσεις του εγκεφάλου, ή ακόμα και στην ψυχοθεραπεία ή την ανάλυση των ονείρων.

Επισημαίνει πάντως ότι η ερευνητική πρόοδος στο θέμα θα μπορούσε να εγείρει φόβους για παραβίαση των σκέψεών μας, του πιο προσωπικού δεδομένου.

«Κανείς δεν πρέπει να υποβάλλεται σε οποιαδήποτε διαδικασία ανάγνωσης του εγκεφάλου, είτε ακούσια, είτε κρυφά, είτε χωρίς να ενημερωθεί και να δώσει τη συγκατάθεσή του» είπε.

Χρησιμοποιώντας μια παραλλαγή της μαγνητικής τομογραφίας που παρακολουθεί ζωντανά την εγκεφαλική δραστηριότητα, Βρετανοί ερευνητές μπόρεσαν να μαντέψουν σε ποια θέση βρίσκονταν οι εξεταζόμενοι μέσα σε ένα περιβάλλον εικονικής πραγματικότητας.

Η νέα έρευνα, που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση Cell Biology, έρχεται να προστεθεί σε προηγούμενα αντίστοιχα πειράματα, στα οποία οι επιστήμονες μπορούσαν να «μαντέψουν» αν ένας άνθρωπος λέει ψέματα, το πού κοιτάει, ή ακόμα και τις προθέσεις του.

Η τελευταία μελέτη ίσως βοηθήσει τους ερευνητές να καταλάβουν πώς οι σκέψεις και οι μνήμες κωδικοποιούνται στα κυκλώματα των εγκεφαλικών κυττάρων. Τα αποτελέσματα ίσως κάποτε αξιοποιηθούν για την αντιμετώπιση ασθενειών που επηρεάζουν τη μνήμη, όπως η νόσος του Αλτσχάιμερ.

Για όσους ανησυχούν ότι ο «Μεγάλος Αδελφός» θα εισβάλλει μια μέρα ακόμα και στη σκέψη μας, οι ερευνητές τονίζουν ότι μια τέτοια τεχνολογία απέχει πολύ στο μέλλον.

Εικονικές μετακινήσεις

Η Δρ Έλενορ Μαγκουάιρ και οι συνεργάτες της στο Πανεπιστημιακό Κολέγιο του Λονδίνου χρησιμοποίησαν την τεχνική του λειτουργικού μαγνητικού συντονισμού (fMRI), η οποία καταγράφει την εγκεφαλική δραστηριότητα μετρώντας μεταβολές στη ροή του αίματος.

Τέσσερις άνδρες εθελοντές εξετάστηκαν με τον τομογράφο την ώρα που μετακινούνταν μέσα σε ένα περιβάλλον εικονικής πραγματικότητας χρησιμοποιώντας ένα τζόιστικ.

Αρχικά οι εθελοντές κλήθηκαν να «σταθούν» σε προκαθορισμένες θέσεις μέσα σε δύο εικονικά δωμάτια, έτσι ώστε το λογισμικό του συστήματος να μάθει να αντιστοιχίζει τις θέσεις αυτές με συγκεκριμένα μοτίβα εγκεφαλικής δραστηριότητας.

Έπειτα από αυτή τη βασική εκπαίδευσή του, το σύστημα μπορούσε στη συνέχεια να αναγνωρίζει αυτόματα τις θέσεις όπου στέκονταν οι εθελοντές.

«Όλως περιέργως, μπορούσαμε να προβλέψουμε πού ακριβώς βρίσκονταν απλώς κοιτώντας τα δεδομένα» σχολίασε στο Reuters η Δρ Μαγκουάιρ.

«Με άλλα λόγια, μπορούσαμε να ‘διαβάσουμε’ τις αναμνήσεις τους που αναφέρονται στο χώρο» πρόσθεσε. Η έρευνα εστιάστηκε στον ιππόκαμπο, μια περιοχή του εγκεφάλου που είναι γνωστό ότι σχετίζεται με τη μνήμη και τον προσανατολισμό στο χώρο.

Οι ερευνητές τονίζουν πάντως ότι με τη σημερινή τεχνολογία θα ήταν αδύνατο να μαντέψουν τη θέση του εξεταζόμενου χωρίς τη δική του συνεργασία.

Οι μηχανές που «διαβάζουν τη σκέψη» ίσως απέχουν πολύ στο μέλλον, ωστόσο η τεχνολογική πρόοδος είναι ταχύτατη -παρόμοιες τεχνικές έχουν ήδη αρχίσει να χρησιμοποιούνται στα αμερικανικά δικαστήρια ως ανιχνευτές ψεύδους.

Το διαστημικό λεωφορείο Discovery εκτοξεύθηκε με επιτυχία, τις πρώτες πρωινές ώρες της Δευτέρας (ώρα Ελλάδας), με προορισμό τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, όπου το επταμελές πλήρωμά του θα πραγματοποιήσει τεχνικές εργασίες.Η εκτόξευση ήταν προγραμματισμένη για την περασμένη Τετάρτη, αλλά λόγω μίας διαρροής καυσίμου αναβλήθηκε και τελικώς πραγματοποιήθηκε τα ξημερώματα της Δευτέρας (ώρα Ελλάδας).

Το διαστημικό λεωφορείο Discovery και το επταμελές πλήρωμά του βρέθηκαν σε ασφαλή τροχιά γύρω από τη Γη περίπου 8 1/2 λεπτά μετά την εκτόξευση, που πραγματοποιήθηκε στις 23:43 (ώρα Γκρίνουιτς).

To Discovery μεταφέρει το τελευταίο ζεύγος ηλιακών συλλεκτών που θα εγκατασταθούν στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.

Υπενθυμίζεται ότι μόνο εννέα αποστολές απομένουν μέχρι να αποσυρθούν οριστικά τα διαστημικά λεωφορεία -οκτώ για την ολοκλήρωση του πολυεθνικού τροχιακού συγκροτήματος και μία για την τελευταία επισκευή του τηλεσκοπίου Hubble.

Μετρήσεις της ατμοσφαιρικής ορατότητας από χιλιάδες σημεία σε όλο τον κόσμο φαίνεται να διαψεύδουν παλαιότερες μελέτες, σύμφωνα με τις οποίες τα αιωρούμενα σωματίδια που προκαλούν το «παγκόσμιο σκοτείνιασμα» έχουν πια περιοριστεί.

«Τα αερολύματα αυξάνονται πάνω από μεγάλο μέρος του κόσμου, ιδιαίτερα στην Ασία» δήλωσε στο Reuters ο Ρόμπερτ Ντίκινσον του Πανεπιστημίου του Τέξας, μέλος της ερευνητικής ομάδας που υπογράφει τη νέα δημοσίευση στο περιοδικό Science.

Η μόνη περιοχή του πλανήτη όπου η ατμόσφαιρα έχει καθαρίσει τα τελευταία 30 χρόνια είναι η Ευρώπη, αναφέρουν οι ερευνητές. Η βελτίωση αποδίδεται στον κανονισμό της ΕΕ για την ποιότητα του αέρα αλλά και στην πτώση της βιομηχανικής παραγωγής στις πρώην κομμουνιστικές χώρες από τη δεκαετία του 1990.

Το 2005, υπενθυμίζει το Nature.com, δύο έρευνες που δημοσιεύτηκαν στο Science κατέληγαν στο συμπέρασμα ότι το φαινόμενο του «παγκόσμιου σκοτεινιάσματος» (global dimming), το οποίο άρχισε τη δεκαετία του 1950, άρχισε να αντιστρέφεται στις αρχές της δεκαετίας του 1990.

Το ευοίωνο αυτό συμπέρασμα δυστυχώς δεν επιβεβαιώνεται. Αερολύματα όπως η αιθάλη, η σκόνη και το διοξείδιο του θείου συνεχίζουν να μειώνουν την ορατότητα και σκοτεινιάζουν τους ουρανούς σε όλο τον κόσμο.

Για τις ανάγκες της νέας μελέτης, με επικεφαλής τον Καϊσούν Ουάνγκ του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ στο Κόλετζ Παρκ, οι ερευνητές βασίστηκαν σε μετρήσεις της ορατότητας -ένα καλό έμμεσο μέτρο της συγκέντρωσης των αιωρούμενων σωματιδίων- οι οποίες προήλθαν από 3.250 μετεωρολογικούς σταθμούς σε όλο τον κόσμο και καλύπτουν το διάστημα 1973-2007.

Ασαφής η σχέση με το κλίμα

Οι περισσότεροι επιστήμονες συμφωνούν σήμερα ότι το «παγκόσμιο σκοτείνιασμα» συνδέεται άμεσα με την κλιματική αλλαγή. Παραμένει όμως άγνωστο αν τα αιωρούμενα σωματίδια επιταχύνουν ή αντίθετα επιβραδύνουν την άνοδο της θερμοκρασίας.

Ορισμένα σωματίδια, όπως η σκόνη, ευνοούν το σχηματισμό νεφών τα οποία ανακλούν την ηλιακή ακτινοβολία πίσω στο Διάστημα και δροσίζουν έτσι τον πλανήτη.

Ανακλαστικές ιδιότητες έχουν και άλλοι αέριοι ρύποι, όπως το διοξείδιο του θείου.

Ωστόσο άλλα αερολύματα, όπως η αιθάλη, έχουν την αντίθετη επίδραση καθώς απορροφούν τη θερμική ακτινοβολία αντί να την ανακλούν.

Ο Δρ Ουάνγκ, μάλιστα, εκτιμά ότι οι ελλιπείς γνώσεις πάνω στη σχέση του παγκόσμιου σκοτεινιάσματος και της παγκόσμιας θέρμανσης ήταν ο λόγος που οι προηγούμενες μελέτες οδηγήθηκαν σε εσφαλμένα συμπεράσματα.

Όπως εξηγεί, οι μελέτες αυτές βασίστηκαν σε μετρήσεις της εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας, αντί της ορατότητας όπως θα ήταν το ενδεδειγμένο.