Beyin-Bilgisayar Arayüzleri Ne Zaman Yaygınlaşacak?

İnsan zihinlerini bilgisayarlara bağlayan cihazlar hızla gelişiyor. Zaten bu beyin-bilgisayar arayüzleri (BCI’lar), ciddi felçli hastaların iletişim kurmalarını, dijital cihazları kullanmalarını veya akıllıEvleri beyinleriyle kontrol etmelerini sağlıyor.

Sınamalar, aynı zamanda bu arayüzlerin hastaların konuşmalarını geri getirmesine veya robotik makineleri kontrol etmesine yardımcı olup olamayacağı da araştırılıyor. Bir İngiliz hastanın omurilik yaralanması nedeniyle vücudunun bazı hareketlerini geri kazandırmak için bir BCI yerleştirildi.

Şimdilik bu tıbbi BCI’lar büyük ölçüde implantlanabilir – çalışmak için beyne veya beyin yüzeyine cerrahi müdahale ile yerleştirilmeyi gerektiriyor. Ayrıca hala deneysel durumdalardır.

Ancak bunların yanı sıra, implantlanmayan bir dizi taşınabilir BCI da giderek yaygınlaşıyor. Tazeliklerine rağmen, bunlar zaten günlük faaliyetleri geliştirmek ve bilişsel ile fiziksel sorunları tedavi etmek için tüketicilere araç olarak satılıyor.

Şirketler, meditasyon, dikkat izleme ve bilişsel eğitim için taşınabilir cihazlar pazarlıyor. Bazıları yorgunluğu izleyebileceğini, oyun için kullanılabileceğini veya çalışırken akış (flow) durumlarını artırabileceğini iddia ettikleri taşınabilir cihazlar satıyor. Piyasada bantlı, sensörlü kulaklıklar veya beyzbol şapkaları şeklinde sunulan taşınabilir BCI’lar var.

Genellikle bu taşınabilir cihazlar iki şekilde çalışır.

Sinyal algılayan cihazlar – beyin aktivitesini bedenin dışından ölçen sistemler – vardır. Bunlar genellikle elektroensefalografi (EEG) kullanır; bu, saç derisinden çok küçük elektriksel beyin sinyallerini algılar ya da fonksiyonel yakın-kırmızı ışık spektroskopisi (fNIRS) kullanır; bu da beyin aktivitesiyle ilişkili kan akışındaki değişimleri ölçer.

Bunlar, gürültülü biyolojik sinyalleri anlamlı bilgilere dönüştürmeyi – örneğin beyninizin odaklanmakta zorlandığı ve dinlenmesi gerektiği – ya da dijital cihazlarla alternatif etkileşim veya kontrol sağlamak amacıyla kullanılıyor. Ayrıca ağrı ve PTSD’nin tedavisinde veya inme rehabilitasyonunda da araştırılıyor.

Ardından, elektrik akımı veya uyarımın diğer türlerini kullanarak beyin aktivitesini değiştirmeye çalışan taşınabilir BCI’lar vardır – bunlar nöromodülasyon veya nörouyarım teknolojileri olarak bilinir. Bunlar, örneğin depresyon, PTSD veya sinir ağrısı gibi tıbbi durumları tedavi etmek için de tasarlanabilir.

Burada gerçek bir umit var. Beyin aktivitesinden dikkatin, bilişsel yükün, niyetin ve zihinsel durum değişimlerinin bazı yönlerini algılayabileceğimizden ya da faydalı terapötik bir etki için beyin aktivitesini modüle edebileceğimizden haberdarız.

Ayrıca, inme sonrası hastaların motor fonksiyonlarını geri kazanmalarına yardımcı olmak için tasarlanan ekzoskeletlerin beyin tarafından kontrolü, araştırma ortamlarında tekrar tekrar gösterilmiştir.

Yine de, bu taşınabilir cihazların potansiyellerini tamamen gerçekleştirmesi ve günlük hayatın bir parçası olması için hala yolun bir kısmı kaldı. İşte bunun nedenleri.

Bu nöroteknoloji hala olgun değil

Şirketler şu anda umut verici ancak nispeten küçük çalışmaların üzerine inşa edilmiş taşınabilir BCI’ları satıyor. Bazen bu çalışmaların kendi çalışmalarını yürütüyorlar. Bu, yükselen teknoloji için alışıldık bir durum değil ama yaygın kabul görmesi çok daha güçlü kanıtlar gerektirecek.

Ayrıca şirketlerin iddiaları, çoğu zaman denetim altında kontrollü ortamlarda yürütülen kavram-ispatı çalışmalarıyla destekleniyor. Bu, evlerde, iş yerlerinde veya günlük hayatta bağımsız kullanımaktan çok farklıdır.

İnsan beyin sinyalleri karmaşıktır, okunması zor olabilir ve son derece kişiseldir. Otoomuch/Wikimedia Commons, CC BY-SA

Beyin son derece değişkendir. Sinyaller bireyler, yaş grupları, yorgunluk durumları, ortamlar ve bağlamlar arasında farklılık gösterir. Bir kişi için iyi çalışan bir sistem, başka biri için başarısız olabilir. Sabah iyi çalışan bir sistem, akşama iyi çalışmayabilir. Beyin sinyalleri aynı zamanda gürültülü ve düşük genliklidir, bu da onları anlamlı bir şeye dönüştürmeyi zorlaştırır.

Tüm bunlar birlikte, alanın en büyük teknik zorluklarından birini oluşturur: güvenilirlik.

S Yapay zeka yardımcı olabilir, ancak BCI’lar temel bir küçük-veri sorunuyla karşı karşıya. Dil- veya görsel tabanlı AI’ların aksine, eğitmek için büyük, standartlaştırılmış beyin aktivitesi veri setleri nispeten kıttır.

Alanın ihtiyacı olan şey, etik yönetimle birlikte, ölçekli, kapsamlı, gerçek dünya yayılım çalışmalarındandır. Farklı nüfuslar ve ortamlar arasında, sistemleri uzun süreler boyunca bağımsız kullanan, kullanıcıların özellikleri ve zihinsel durumları ile deneysel veya kullanım ortamı hakkında da dahil olmak üzere anlamlı veri üreten binlerce kullanıcıya ihtiyacımız var.

Bunu nasıl belirleyeceğimiz, neyin kimin için ve hangi koşullarda işe yaradığını öğreneceğimiz.

Faydalı bir cihaz, iyi bir cihazdır

Ayrıca yalnızca bu cihazların çalıştığını göstermek yeterli değil. Meydana gelen zorluk, yeterli açık fayda ile tutarlı biçimde yeterince iyi çalıştıklarını kanıtlamak; insanların onları kullanmaya devam etmesini sağlayacak kadar. Bu çok daha zor.

Bazı BCI’ler aktif katılım gerektirir. Beyin aktivitesine dayanarak kullanıcıya sesli veya görsel geri bildirim sağlayarak, beynini faydalı yollarla kendi kendine düzenlemesini sağlamaya yardımcı olurlar – örneğin odaklanmak veya rahatlamak için. Bu sürece geri bildirim (neurofeedback) denir.

Bu, kullanıcıların BCI’leriyle tekrar tekrar ve yoğun biçimde ilgilenmesini ve zihinsel durumlarının bazı yönlerini düzenlemeyi öğrenmeye devam etmesini gerektirir. Faydalar özümseme, tutarsız veya yavaş ortaya çıkıyor gibi hissedilirse, katılım hızla düşer.

Beyni uyaran veya modüle eden cihazlar aynı zamanda güvenlik, uzun süreli kullanım, aşırı kullanım ve düzenleme konularında sorular da getirir; özellikle tüketiciler teknolojiyi destekleyen sağlam kanıtlar veya güvence olmaksızın ruh hali, bilişsel işlev veya performans “yükseltmek” isterse.

Pasif BCI’lerin değeri – yani kullanıcı niyeti veya davranışsal uyum gerektirmeyenler – kanıtlamak daha kolay olabilir. Sistemler bilişsel durumu izleyebilir, stresi tespit edebilir veya diğer cihazların durumunu otomatik olarak ayarlayabilirse, kullanıcı yükü azalır. Ancak bu başka bir zorluk getirir: gizlilik.

Tüketici EEG’si “zihin okuma” değildir. Kaydedilen beyin sinyallerinden, birinin neye baktığı veya ne yaptığı gibi önemli ölçüde bağlamsal bilgi olmadan, birinin ne düşündüğünü çıkarmak son derece zordur. Ancak beyin sinyalleri bağlamsal verilerle birleştiğinde, tercihler, iş yükü, duygusal durum veya yerine getirmeyi amaçladıkları davranışlar çıkarmak giderek mümkün hale gelebilir. Bu cihazlar yaygınlaştıkça zihinsel gizlilik, onay ve sinirsel veri mülkiyeti kritik konular olacaktır.

Fayda, güvenlik ve gizliliği sağlamak, BCI kullanımının etrafında yalnızca cihazlardan değil, ekosistemlerden inşa etmek anlamına gelir. Bunlar düzenlemeler ve standartlar, gerçek dünya doğrulama çalışmalarını, kullanıcı verilerinin sorumlu biçimde yönetildiği platformları ve cihazların güvenli kullanımını destekleyecek eğitimli profesyonelleri içerebilir.

O halde giyilebilir BCI’ler ne zaman yaygınlaşacak?

İçine yerleştirilen (implant) karşılıklarıyla karşılaştırıldığında, giyilebilir BCI’ler – doğru yatırımla – daha kısa vadeli etki sağlayabilir. Daha ölçeklenebilirler, giyenler için daha düşük risk taşır ve kendilerini hızla iyileştirebilecek gerçek dünya kullanıcı verileri üretebilirler.

Önemlisi, bugün giyilebilir BCI’lerin etrafında inşa edilen herhangi bir ekosistem, güvence çerçevesi ve kullanım modelinin, gelecekte daha gelişmiş nöromodülasyon ve içeri yerleştirilen nöroteknolojilerin daha geniş biçimde benimsenmesine yol açmasına yardımcı olabileceği. Bugün giyilebilir nöroteknolojiye yatırım yapmak, geleceğin BCI’lerini daha etkili, güvenilir ve güvenli kılacak teknik, etik, düzenleyici ve toplumsal temelleri yerleştirmeye yardımcı olabilir.

Giyilebilir BCI’lerde anlamlı bir biçimde yaygınlaşma yolunda beş ile on yıllık bir görünüm mümkün – ancak yalnızca yatırımlar, aygıt geliştirmeden büyük ölçekli doğrulamaya, ekosistem geliştirmeye ve sorumlu kullanıma kayarsa.