Исследователи из Университета Калифорнии в Сан-Франциско дали возможность парализованному человеку контролировать робо-руку через устройство, пересылающее сигналы его мозга компьютеру.
Также он мог хватать, двигать и бросать предметы просто представив себе, что он выполняет эти действия.
Устройство, известное как интерфейс мозг-компьютер (ИМК), проработало рекордные 7 месяцев без необходимости юстировки. До сих пор подобные устройства работали всего один-два дня.
ИМК работает благодаря ИИ-модели, которая может поднастраивать небольшие изменения, происходящие в мозгу, когда человек повторяет действие — или, в данном случае, воображаемое действие — и учится выполнять его с большей точностью.
«Эта смесь обучения между человеком и ИИ — следующая фаза этих ИМК, —говорит невролог Карунеш Гангули, профессор неврологии. — Это то, чего нам нужно добиться — сложная, как в жизни, функция».
Исследование, проспонсированное Национальными Институтами Здоровья, появилось 6 марта в журнале Cell.
Главным было понять, как активность мозга смещается изо дня в день, в то время как участник исследования повторно воображал, что он делает определённые движения. Как только ИИ запрограммировали реагировать на эти сдвиги, она работала по нескольку месяцев кряду.
Местоположение, местоположение, местоположение
Гангули изучал, как паттерны активности мозга у животных представляют определённые движения, и заметил, что эти представления менялись изо дня в день по мере обучения животного. У него возникло подозрение, что у человека происходит то же самое, и именно поэтому их ИМК так быстро терял способность распознавать эти модели.
Гангули и исследователь-невролог Нихилеш Натрадж работали с подопытным, который был парализован в результате инсульта несколько лет назад. Он не мог говорить и двигаться.
Ему имплантировали крохотные сенсоры на поверхности мозга, которые фиксировали мозговую активность, когда он представлял, что двигается.
Чтобы посмотреть, меняются ли кодограммы мозга с течением времени, Гангули просил участника представить, что он двигает разными частями тела, например, руками, ногами или головой.
Хотя на самом деле он не мог двигаться, мозг подопытного всё же мог производить сигналы движений, когда он представлял себе, что выполняет их. ИМК фиксировал представления мозга об этих движениях через сенсоры, имплантированные в мозг.
Группа Гангули обнаружила, что форма представлений в мозге оставалась неизменной, но их местоположение день ото дня смещалось.
От виртуальности к реальности
Затем Гангули попросил подопытного представить, что он делает простые движения пальцами или кистями рук в течение двух недель, в то время как сенсоры фиксировали активность его мозга для обучения ИИ.
Затем подопытный попытался контролировать робо-руку. Но движения всё ещё были не очень точными.
Поэтому Гангули попросил подопытного попрактиковаться на виртуальной робо-руке, которая давала ему обратную связь о точности его визуализации. В конце концов, ему удалось заставить виртуальную руку делать то, что он хотел.
Как только подопытный начал практиковаться с настоящей робо-рукой, ему потребовалось лишь несколько сеансов практики, чтобы перенести навык в объективную реальность.
Он мог заставить робо-руку поднимать кубики, поворачивать их и передвигать на новое место. Он даже смог открыть шкаф, вынуть чашку и поднести её к кулеру.
Спустя несколько месяцев подопытный всё ещё мог контролировать робо-руку после 15-минутной «настройки», чтобы перенастроить то, насколько его представления о движении сместились с тех пор, как он начал пользоваться устройством.
Сейчас Гангули занимается совершенствованием ИИ-моделей, чтобы заставить робо-руку двигаться быстрее и ровнее, и планирует протестировать ИМК в домашней обстановке.
Людям с параличом способность самостоятельно поесть или попить воды изменит жизнь.
Гангули считает, что скоро это будет возможно.
«Я твёрдо верю, что теперь мы научились выстраивать систему, и что мы можем заставить её работать», — говорит он.
Автор — Робин Маркс (Robin Marks).
Перевод — Андрей Прокипчук, «XX2 ВЕК». Источники.
Материалы предоставлены Университетом Калифорнии в Сан-Франциско.
Вам также может быть интересно: