Os seres humanos jogam o jogo de computador usando somente

Os seres humanos jogam o jogo de computador usando somente a estimulação direta do cérebro


Na série de filmes Matrix, Keanu Reeves conecta seu cérebro diretamente em um mundo virtual que máquinas conscientes têm projetado para escravizar a humanidade.

O enredo Matrix pode ser uma fantasia distópica, mas pesquisadores da Universidade de Washington deram um primeiro passo para mostrar como os seres humanos podem interagir com realidades virtuais por meio de estimulação cerebral direta.


Em um artigo publicado em 16 de novembro em Frontiers in Robotics e AI , eles descrevem a primeira demonstração de seres humanos jogando um jogo de computador simples, bidimensional usando apenas entrada de estímulo direto do cérebro - sem depender de quaisquer sinais sensoriais usuais da visão, audição Ou toque.

Os sujeitos tiveram que navegar 21 labirintos diferentes, com duas opções para avançar ou para baixo com base em se eles sentiram um artefato de estimulação visual chamado fosfeno , que são percebidos como bolhas ou barras de luz. Para sinalizar qual direção se mover, os pesquisadores geraram um fosfeno através da estimulação magnética transcraniana , uma técnica bem conhecida que usa uma bobina magnética colocada perto do crânio para estimular direta e não invasivamente uma área específica do cérebro.

"A forma como a realidade virtual é feito nos dias de hoje é através de monitores, fones de ouvido e óculos de proteção, mas em última análise, o seu cérebro é o que cria a sua realidade", disse o autor sênior Rajesh Rao , professor de UW de Computer SCIÊNCIA&E da engenharia, e diretor do Centro de Engenharia Neural Sensorimotora.

"A questão fundamental que queríamos responder foi: o cérebro pode fazer uso de informações artificiais que nunca foi visto antes que é entregue diretamente ao cérebro para navegar em um mundo virtual ou fazer tarefas úteis sem outra entrada sensorial? E a resposta é sim. "

Os cinco sujeitos de teste fizeram os movimentos certos nos labirintos 92% do tempo quando receberam a entrada via estimulação cerebral direta, em comparação com 15% do tempo quando eles não tinham essa orientação.

O jogo simples demonstra uma maneira que a informação nova dos sensores artificiais ou dos mundos virtuais gerados por computador pode com sucesso ser codificada e entregada noninvasively ao cérebro humano para resolver tarefas úteis. Ele emprega uma tecnologia comumente usada em neurociência para estudar como funciona o cérebro - estimulação magnética transcraniana - em vez de transmitir informações acionáveis ??para o cérebro.

Os sujeitos do teste também melhoraram na tarefa de navegação ao longo do tempo, sugerindo que eles foram capazes de aprender a melhor detectar os estímulos artificiais.

"Estamos essencialmente tentando dar aos seres humanos um sexto sentido", disse o autor principal Darby Losey , um 2016 UW pós-graduação em ciência da computação e neurobiologia, que agora trabalha como pesquisador de pessoal para o Instituto de Aprendizagem e Ciências do Cérebro (I-LABS) . "Tanto esforço nesse campo de engenharia neural tem se concentrado em decodificar informações do cérebro. Estamos interessados ??em como você pode codificar informações para o cérebro. "

A experiência inicial usou informações binárias - se um fosfeno estava presente ou não - para permitir aos jogadores saberem se havia um obstáculo na frente deles no labirinto. No mundo real, mesmo esse tipo de entrada simples poderia ajudar os cegos ou deficientes visuais navegar.

Teoricamente, qualquer uma de uma variedade de sensores no corpo de uma pessoa - das câmeras ao infravermelho, ao ultra-som, ou ao rangefinders do laser - poderia transmitir a informação sobre o que está cercando ou aproximando a pessoa no mundo real a um stimulator direto do cérebro que dá a essa pessoa a entrada útil Para guiar suas ações.

"A tecnologia ainda não está lá - a ferramenta que usamos para estimular o cérebro é um equipamento volumoso que você não carregaria com você", disse a co-autora Andrea Stocco , professora assistente de psicologia e I-LABS pesquisa científica. "Mas eventualmente poderemos substituir o hardware por algo que seja passível de aplicações no mundo real".

Gráfico mostrando diferentes desafios de labirinto
Os testadores conseguiram navegar com uma média de 92 por cento dos movimentos quando receberam entrada através de estimulação cerebral direta para guiá-los através dos labirintos experimentais (azul) versus apenas 15 por cento dos passos nos labirintos de controle quando não receberam tal entrada (labirintos vermelhos ). Universidade de Washington

Juntamente com outros parceiros de fora da UW, os membros da equipa de investigação co-fundaram a Neubay , uma empresa startup destinada a comercializar as suas ideias ea introduzir técnicas de neurociência e de inteligência artificial (AI) que poderiam tornar a realidade virtual, jogos e outras aplicações melhor e Mais envolvente.

A equipe está atualmente investigando como alterar a intensidade ea localização da estimulação cerebral direta pode criar percepções visuais e outras percepções sensoriais mais complexas que são atualmente difíceis de replicar na realidade aumentada ou virtual.

"Nós olhamos para isto como um pequeno passo rumo à visão mais grandiosa de fornecer uma rica contribuição sensorial ao cérebro, direta e não invasivamente", disse Rao. "A longo prazo, isso poderia ter profundas implicações para ajudar as pessoas com déficits sensoriais, enquanto também pavimentar o caminho para experiências de realidade virtual mais realista".

A pesquisa foi financiada pela Fundação WM Keck e pela Washington Research Foundation.

Co-autores incluem I-LABS coordenador de pesquisa Justin Abernethy .

Artigo:  No peeking: Humans play computer game using only direct brain stimulation