Typy rozhraní mozek-stroj: Mentální psaní

Výzkumníci z Howard Hughes (HHH ) Medical Institute úspěšně umožnili rozhraní mozek-stroj vytisknout mentální psaní uživatelů poprvé. Tým rozluštil mozkovou aktivitu spojenou s psaním rukou, aby dosáhl tohoto výsledku.

Účastník byl jedinec s paralýzou, který měl implantovány senzory do mozku, a tým se spoléhal na algoritmus k identifikaci písmen, když se pokusil psát. Systém byl schopen analyzovat tuto aktivitu a zobrazit text na obrazovce v reálném čase.

Podle Krishna Shenoy, vyšetřovatele Howard Hughes Medical Institute na Stanford University, by toto vývoje mohlo umožnit lidem s paralýzou rychle psát bez potřeby rukou. Shenoy byl doprovázen Stanfordským neurochirurgem Jaimie Hendersonem.

Práce byla zveřejněna v časopise Nature 12. května.

Účastník byl schopen psát 90 znaků za minutu, což je více než dvojnásobek dříve zaznamenané hodnoty pro typ rozhraní mozek-stroj.

Jose Carmena, neuroinženýr na University of California, Berkeley, říká: „Je to velký pokrok v oboru“, který může pomoci mnoha lidem s postižením. Rozhraní mozek-počítač umožňují převést myšlenky na akci.

„Tato práce je perfektním příkladem: rozhraní dekóduje myšlenku psaní a produkuje akci.“

Zranění a mozková aktivita

I když osoba může trpět zraněním nebo nemocí, která způsobuje, že nemůže chodit, držet nebo mluvit, mozková aktivita pro tyto akce zůstává. Díky tomu mohou výzkumníci použít tuto aktivitu k vytvoření systémů, které těmto lidem pomohou.

Tým Shenoye pracoval na dekódování mozkové aktivity spojené s řečí po několik let a vyvinul způsob, jak účastníkům implantovat senzory a používat své myšlenky k pohybu kurzoru na obrazovce.

Nicméně, nebyla provedena žádná skutečná snaha o to samé pro psaní.

„Chceme najít nové způsoby, jak umožnit lidem komunikovat rychleji,“ říká Frank Willett, neurovědec ve skupině.

https://www.youtube.com/watch?v=pcApwQxbagg

BCI a implantované senzory

Tým spolupracoval s 65letým účastníkem, který se zapsal do klinické studie BrainGate2. BrainGate2 testuje bezpečnost rozhraní mozek-počítač pro zařízení, která přenášejí data přímo z mozku do počítače.

Dva malé senzory byly implantovány Hendersonem do části mozku odpovědné za kontrolu ruky a paže. To umožnilo jedinci pohybovat robotickou paží nebo kurzorem prostřednictvím pokusů o pohyb自己的 paralyzované paže.

Senzory zachytili signály z jednotlivých neuronů, když účastník představoval psaní, a algoritmus strojového učení rozpoznal mozkové vzorce při produkci každého písmena. Tento systém umožnil muži kopírovat věty a odpovídat na otázky téměř stejně rychle jako někdo jeho věku píšící na smartphone.

Podle Willetta rozhraní mozek-počítač funguje rychle díky tomu, že každé písmeno vyvolává velmi specifický vzorec aktivity, který lze snadno rozlišit algoritmem.

Tým se nyní zaměří na účastníka, který nemůže mluvit, a výzkumníci věří, že tento nový systém může výrazně prospět lidem trpícím paralýzou způsobenou různými podmínkami.