Взламывая код «Enigma» нашего мозга

В настоящее время нейробиологи уже широко используют криптографию для стабилизации деятельности головного мозга человека.

В годы второй мировой войны специалисту по криптографии английскому математику Алану Тьюрингу удалось взломать код немецкой шифровальной машины «Enigma». При его активном участии дешифровщики создали свой аппарат, который имел кодовое название «Turing Bombe». Это был настоящий прорыв человеческого мышления. Создание уникальной машины оказало неоценимую помощь антигитлеровской коалиции в борьбе с фашизмом. Весь информационный материал, полученный в результате криптоанализа, имел кодовое название «Ultra». Понимание ожидаемой частоты и обусловленного распределения букв в словах оказало реальную помощь криптографу прошлого века Алану Тьюрингу и сотрудникам его команды в подборе необходимых ключей к  зашифрованным знакам.

Криптографическая наука и в современном мире бузусловно приходит на помощь человечеству. В настоящее время ученые широко применяют криптографию для понимания мозговых сигналов и их преобразования в движения конечностей.

Известно о том, что многие движения человека при ходьбе предсказуемы. Основываясь на этом, Евой Дайер, неврологом из Технологического института Джорджии и Университета Эмори, разработана криптографическая стратегия, с помощью которой осуществляется «нейронное» декодирование. В конце прошлого года Ева Дайер и ее сотрудники  опубликовали результаты своих исследований в научном журнале «Nature Biomedical Engineering».

Ученых давно интересовал такой подход к решению проблемы передачи мозговых сигналов конечностям, однако следует отметить то, что только результаты исследований Евы Дайер впервые были опубликованы для всеобщего изучения.

Имеющиеся интерфейсы мозгового «компьютера», такие как те, которые контролируют некоторые протезные конечности, работают с применением алгоритмов, называемых «контролируемыми декодерами». Они полагаются на синхронную регистрацию, как нервной активности, так и моментальных деталей движения. Это очень трудоемкий процесс. Полученный  информационный материал далее применяется с целью обучения декодера для перевода нейронных узоров в надлежащие им движения. Если рассматривать криптографические термины, то это будет похоже на сопоставление некоторых уже расшифрованных сообщений с их зашифрованной версией для обратной инженерии ключа.

Следует отметить, что команда специалистов под руководством Евы Дайер преследовала цель по предсказанию движений, применяя только «зашифрованные сообщения» (нейронную активность) и общее понимание моделей, которые могут появиться в результате определенного движения. Исследователями были подготовлены три обезьяны для использования их движений рук или запястий, чтобы направить курсор на несколько целей на мониторе. В это время имплантированные электроды регистрировали сигналы, исходящие от 100 нейронов в моторной коре головного мозга обезьяны, то есть в области мозга,  контролирующей движение. Далее  неврологи рассмотрели множество вычислительных моделей, дабы отыскать тот, который наилучшим образом отобразил бы образцы, скрытые в нейронной активности.

Ученые, используя свою лучшую модель для декодирования нейронной активности, смогли предугадать фактические движения обезьян на этих испытаниях, а также некоторые основные контролируемые декодеры. «Это действительно превосходные результаты» – утверждает Джонатан Као, нейробиолог из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, который не  был участником научных исследований, проводимых командой Дайер.

Ева Дайер и ее друзья считают свою работу подтверждением концепции декодирования и отмечают, что современных ученых ожидают большие успехи в развитии этого уникального направления.

Кажется, Вам понравился этот материал, раз Вы его дочитали до конца. Пожалуйста, поделитесь с нами своими мыслями об этом?

Comment

This post doesn't have any comment. Be the first one!

hide comments
Share
...
Back

Your cart

0

Корзина пуста.

Total
0.00$
Checkout
Empty

This is a unique website which will require a more modern browser to work!

Please upgrade today!