Τύποι Διεπαφής Εγκεφάλου Μηχανής: Νοητική Γραφή

Ερευνητές από το Ινστιτούτο Ιατρικής Χάουαρντ Χιούζ έχουν επιτύχει την ενεργοποίηση μιας διεπαφής εγκεφάλου μηχανής για να τυπώσει την νοητική γραφή των χρηστών για πρώτη φορά. Η ομάδα αποκρυπτογράφησε την εγκεφαλική δραστηριότητα που συνδέεται με τη γραφή γραμμάτων με το χέρι για να επιτύχει το αποτέλεσμα.

Ο συμμετέχων ήταν ένα άτομο με παράλυση που είχε εμφυτευμένες αισθητήρες στο εγκέφαλο του, και η ομάδα βασίστηκε σε einen αλγόριθμο για να αναγνωρίσει τα γράμματα καθώς ο συμμετέχων προσπάθησε να τα γράψει. Το σύστημα ήταν σε θέση να αναλύσει αυτό και να εμφανίσει το κείμενο σε οθόνη σε πραγματικό χρόνο.

Σύμφωνα με τον Krishna Shenoy, ερευνητή του Ινστιτούτου Ιατρικής Χάουαρντ Χιούζ στο Πανεπιστήμιο Στάνφορντ, αυτή η εξέλιξη θα μπορούσε να επιτρέψει στους ανθρώπους με παράλυση να τυπώνουν γρήγορα χωρίς τη χρήση των χεριών τους. Ο Shenoy συνεργάστηκε με τον νευροχειρουργό Jaimie Henderson.

Το έργο δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature στις 12 Μαΐου.

Ο συμμετέχων ήταν σε θέση να τυπώσει 90 χαρακτήρες ανά λεπτό, που είναι περισσότερο από το διπλάσιο της ποσότητας που είχε καταγραφεί προηγουμένως με ένα τύπο διεπαφής εγκεφάλου-μηχανής.

Ο Jose Carmena, νευρομηχανικός στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Μπέρκλεϊ, λέει ότι «αυτή είναι μια μεγάλη πρόοδος στο πεδίο» που μπορεί να βοηθήσει πολλούς ανθρώπους με αναπηρίες. Οι διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή επιτρέπουν στη σκέψη να μετατρέπεται σε δράση.

«Αυτό το έγγραφο είναι ένα τέλειο παράδειγμα: η διεπαφή αποκρυπτογραφεί τη σκέψη της γραφής και παράγει τη δράση».

Τραυματισμοί και Νευρωνική Δραστηριότητα

Ακόμη και αν ένα άτομο υποστεί τραυματισμό ή ασθένεια που τον εμποδίζει να περπατήσει, να πιάσει ή να μιλήσει, η νευρωνική δραστηριότητα του εγκεφάλου για τέτοιες ενέργειες παραμένει. Λόγω αυτού, οι ερευνητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτή τη δραστηριότητα για να δημιουργήσουν συστήματα που να ωφελούν αυτά τα άτομα.

Η ομάδα του Shenoy εργάζεται για χρόνια για την αποκρυπτογράφηση της νευρωνικής δραστηριότητας που συνδέεται με την ομιλία, και έχουν αναπτύξει einen τρόπο για τους συμμετέχοντες να εμφυτεύουν αισθητήρες και να χρησιμοποιούν τις σκέψεις τους για να μετακινήσουν einen δείκτη σε οθόνη.

Ωστόσο, δεν έχει γίνει καμία πραγματική προσπάθεια να κάνει το ίδιο για τη γραφή.

«Θέλουμε να βρούμε νέους τρόπους για να επιτρέψουμε στους ανθρώπους να επικοινωνούν γρηγορότερα», λέει ο Frank Willett, νευροεπιστήμονας στην ομάδα.

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

Διεπαφή Εγκεφάλου-Υπολογιστή και Εμφυτευμένοι Αισθητήρες

Η ομάδα συνεργάστηκε με έναν 65χρονο συμμετέχοντα που ήταν εγγεγραμμένος σε μια κλινική δοκιμή BrainGate2. Το BrainGate2 δοκιμάζει την ασφάλεια των διεπαφών εγκεφάλου-υπολογιστή για συσκευές που μεταφέρουν δεδομένα απευθείας από τον εγκέφαλο σε einen υπολογιστή.

Δύο μικροί αισθητήρες εμφυτεύθηκαν από τον Henderson στο μέρος του εγκεφάλου που ελέγχει το χέρι και τον βραχίονα. Αυτό επέτρεψε στο άτομο να μετακινήσει einen ρομποτικό βραχίονα ή δείκτη μέσω προσπαθειών για να μετακινήσει τον παράλυτο βραχίονα του.

Οι αισθητήρες έπιασαν σήματα από jednotlivους νευρώνες όταν ο συμμετέχων φανταζόταν τη γραφή, και ο αλγόριθμος μηχανικής μάθησης αναγνώρισε τα προτυπα νευρωνικής δραστηριότητας κατά την παραγωγή κάθε γράμματος. Αυτό το σύστημα επέτρεψε στο άτομο να αντιγράψει προτάσεις και να απαντήσει σε ερωτήσεις σχεδόν τόσο γρήγορα όσο ένας άνθρωπος της ηλικίας του που τυπούσε σε einen κινητό τηλέφωνο.

Σύμφωνα με τον Willett, η διεπαφή εγκεφάλου-υπολογιστή λειτουργεί γρήγορα λόγω κάθε γράμματος που προκαλεί einen highly διακριτό προτύπo νευρωνικής δραστηριότητας που μπορεί να διακριθεί εύκολα από τον αλγόριθμο.

Η ομάδα θα στρέψει τώρα την προσοχή της σε έναν συμμετέχοντα που δεν μπορεί να μιλήσει, και οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτό το νέο σύστημα μπορεί να ωφελήσει σημαντικά άτομα που πάσχουν από παράλυση που προκαλείται από διάφορες καταστάσεις.