28 ноября 2020

Login to your account

Username *
Password *
Remember Me

Первый протез под управлением головного мозга по технологии «включай и работай» продемонстрирован у парализованного человека

Первый протез под управлением головного мозга по технологии «включай и работай» продемонстрирован у парализованного человека Массив электродов, размещаемый на поверхности головного мозга. Рис: UCSF

Пациент с тетраплегией получил возможность перемещать компьютерный курсор, используя только силу своего разума, при этом клинические испытания с использованием протеза руки продолжаются.

Об этом пишет The Sun.

Прорыв в области протезирования с управлением силой мысли может дать парализованным людям возможность управлять компьютерным курсором и, возможно, в будущем – собственными конечностями.

Используя методы машинного обучения, ученые смогли считывать сигналы головного мозга, просто поместив массив электродов на поверхность мозга.

Это позволило пациенту сразу управлять курсором компьютера, без необходимости ежедневной интенсивной тренировки.

Мозговые интерфейсы – быстро развивающаяся область исследований и, хотя некоторые утверждения из этой области по-прежнему критикуются, например высказывания Илона Маска, в ряде испытаний сообщается о важных выводах. В рецензируемой статье в журнале Nature Biotechnology ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF) показали работу такого интерфейса по принципу «включай и работай», функционирующего с помощью матрицы для электрокортикографии (ЭКоГ).

ЭКоГ-матрица – это пластина со множеством электродов размером с бумажный стикер для заметок, которая хирургическим путем помещается на поверхность головного мозга для регистрации нейронной активности.


Доктор Гангули изучает сигналы, захваченные ЭКоГ-матрицей. Рис: UCSF

В отличие от устройства с интерфейсом «мозг-компьютер», называемого «игольчатая подушечка», в котором используются проникающие в ткань головного мозга массивы острых электродов, что может привести к изменению получаемого сигнала со временем, пластины ЭКоГ не проникают в мозг.

Это означает, что можно в течение длительного времени регистрировать стабильные записи нейронной активности, что позволило команде исследователей разработать алгоритм, который распознает сигналы от головного мозга пациентов и сопоставляет их с желаемыми движениями курсора.

«Мы обнаружили, что можем еще эффективнее улучшить обучение, когда поняли, что скорость обновления алгоритма не должна превышать возможности головного мозга – то есть примерно один раз в 10 секунд», - сказал доктор Карунеш Гангули, практикующий невролог и автор исследования.

«Мы рассматриваем это как попытку наладить взаимодействие между двумя обучающимися системами - мозгом и компьютером, - что в конечном итоге позволит искусственному интерфейсу стать продолжением пользователя, как если бы это была его собственная кисть или рука», - добавил он.

В ходе исследования мозг участника смог усилить паттерны нейронной активности, которые он использовал для перемещения курсора через ЭКоГ-матрицу, устраняя при этом менее эффективные сигналы.

Как полагают исследователи, этот процесс отсечения является примером, как мозг изучает любую сложную задачу. По их словам, мозговая активность участника, по-видимому, выработала закрепившуюся ментальную «модель» для управления интерфейсом.

После того, как участник приобрел опыт использования интерфейса с перемещением курсора, исследователи смогли включить в обучение дополнительный навык – нажатие виртуальной кнопки – без потери производительности.

Согласно UCSF, участник «также принимает участие в клиническом испытании, предназначенном для проверки использования ЭКоГ-матриц с целью помочь парализованным пациентам управлять протезом руки и кисти», хотя в текущей статье основное внимание уделяется управлению курсором на экране компьютера.

Исследование под названием «Демонстрация первого протеза под управлением мозга по принципу «включай и работай» у парализованного человека» опубликовано в журнале Nature Biotechnology.

Перевод: Сергей Михайлов

Оцените материал
(0 голосов)

Поделиться в соцсетях