Обезьяну научили контролировать руку-робот силой мысли

Исследователи из университета Питтсбурга (University of Pittsburgh), продемонстрировали обезьяну, которая контролирует роботизированную руку с помощью своих мыслей. Этот эксперимент провел доктор Эндрю Шварц (Andrew Schwartz), который является профессором нейробиологии. В ходе эксперимента удалось разработать сложную роботизированную руку, которая поддерживает высокий уровень контроля и способна производить хитроумные манипуляции.

Уже не в первый раз доктор Шварц имплантирует датчики в мозг обезьяны, для контроля над роботизированной рукой. Еще в мае 2008 доктором Шварцем был проведен ряд экспериментов, правда, с более простой механической рукой, с целью обучить обезьяну кормить себя. Это была рука с четырьмя степенями подвижности, оборудованная плечевыми суставами, локтем и простым захватом.

В видео, которое вы можете наблюдать выше, обезьяна в лаборатории доктора Шварца ест роботизированной рукой сладости и кусочки фруктов, в то время как подвижность ее собственных рук ограничена.

В ходе проходивших в этом году экспериментов, в мозг обезьяны были имплантированы два датчика. Один из них был имплантирован в зону головной коры, которая контролирует кисть, а второй в зону контролирующую руку от кисти до плеча. Датчики измеряют активность двигательных нейронов и пересылают полученную информацию в компьютер. Компьютер переводит полученные сигналы в команды, которые понятны механической руке. Этими командами и управляется роботизированная рука.

На видео выше, обезьяна (на видео, она находится справа), нажимая правой рукой на кнопку, перемещает манипулятор в удобное положение. Затем, можно наблюдать, как она использует роботизированную руку, чтобы схватить манипулятор.

Когда обезьяна хватает манипулятор, она помещает в рот соломинку, через которую, в награду за выполненное задание, поступает напиток. Через некоторое время, обезьяна берет соломинку в рот еще до того, как схватила манипулятор, зная, что появится напиток.

Эта продвинутая роботизированная рука обладает семью степенями свободы, в то время как в 2008 году рука обладала только четырьмя степенями свободы. Добавочные три степени свободы, появились благодаря шарнирной кисти, которая может выполнять такие движения как бросание, раскатывание и раскачивание. Эти движения позволяют обезьяне точным движением повернуть кнопку с помощью механической кисти.

Ученые надеются, что наладив прямую связь между мозгом и машиной, они смогут создать продвинутые протезы, которые позволят парализованным людям вести близкую к нормальной жизнь.

На данный момент, доктор Шварц и его коллеги, не опубликовали детального отчета об их последних экспериментах.

В ходе эксперимента, исследователи из университета Питтсбурга научили обезьяну контролировать продвинутую роботизированную руку с помощью мыслей. Обезьяна научилась выполнять с помощью механической руки замысловатые движения. Изображение предоставлено университетом Питтсбурга.

Мозг подростков предрасположен к риску

Исследователи из университета Техаса (University of Texas) обнаружили что причина рискованного поведения и глупых решений подростков, кроется в биологической мотивации.

Предыдущие исследования показали, что тинейджеры более чувствительны к вознаграждению, чем дети или взрослые. Профессор Рассел Полдрек (Russell Poldrack), совместно с коллегами, сделал важный первый шаг в области обнаружения участков мозга подростков, ответственных за подобное поведения и механизма их действия.

"Результаты наших исследований, подтверждают гипотезу о том, что рискованное поведение, например такое как эксперименты с наркотиками или небезопасный секс, вызывается активностью мезолимбической дофаминовой системы (mesolimbic dopamine system), именно эта система, является корнем всех плохих привычек в подростковом мозгу", - рассказал Полдрек.

Полдрек - профессор департамента психологии и нейробиологии, где исследователи использовали изображения мозговой активности полученные методом ядерного магнитного резонанса. В этом исследовании он сотрудничал с учеными из Калифорнийского Университета в Лос-Анджелесе, включая Джессику Коген (Jessica Cohen) и Роберта Асарнова (Robert Asarnow).

В ходе исследования, участники, возраст которых варьировался от 8 до 30 лет, должны были выполнить задание по сортировке абстрактного изображения в одну из двух категорий. Затем, им высвечивался правильный ответ. Чтобы мотивировать участников, за каждый правильный ответ они вознаграждались некоторой суммой денег.

Ученых больше всего интересовало, как мозг участников эксперимента реагировал на "ошибку в расчетах" (или разницу между ожидаемым и фактическим исходом их действий.

"Изучение как процесс, похоже строится на ожидании ошибки, потому что если бы мир был именно таким, как вы от него ожидаете, то нечего было бы изучать", - заявил Полдрек. Как показали предыдущие исследования, дофаминовая система напрямую ответственна за ожидание ошибки.

Исследователи измерили так называемые позитивные сигналы ожидания ошибки среди участников в момент узнавания участниками правильного ответа и размера вознаграждения.

Подростки показали самые большие вспышки этих сигналов, что, вероятно, означает что у них вырабатывалось наибольшее количество дофамина.

Дофамин, известен тем, что мотивирует к поиску награды. Из этого следует, что больший сигнал предсказания ошибки в мозгу подростка, может увеличивать мотивацию к поиску позитивного результата, а значит и к принятию большего риска.

Полдрек уверен, что будущие исследования, еще больше расширят наше понимание биологических причин стереотипного поведения подростков. Позволят ли эти исследования снять с подростков вину за их выходки? "Это вопрос к философам".