Aivokone rajapinnan tyypit: Mentaalinen Käsiala

Howard Hughesin lääketieteellisen instituutin tutkijat ovat onnistuneesti mahdollistaneet aivokone rajapinnan kirjoittamaan käyttäjien mentaalisen käsialan ensimmäistä kertaa. Tutkijaryhmä selvitti aivotoimintaa, joka liittyy kirjoittamiseen käsin, ja saavutti näin ollen tuloksen.

Osallistuja oli halvaantunut yksilö, jolla oli aivoihin implantoidut anturit, ja tutkijaryhmä käytti algoritmia kirjaimien tunnistamiseen, kun osallistuja yritti kirjoittaa. Järjestelmä pystyi analysoimaan tätä ja näyttämään tekstin näytöllä reaaliajassa.

Stanfordin yliopiston Howard Hughesin lääketieteellisen instituutin tutkija Krishna Shenoyn mukaan tämä kehitys voi mahdollistaa halvaantuneiden henkilöiden nopean kirjoittamisen ilman käsien tarvetta. Shenoyta avusti Stanfordin neurokirurgi Jaimie Henderson.

Tutkimus julkaistiin Nature-lehdessä 12. toukokuuta.

Osallistuja pystyi kirjoittamaan 90 merkkiä minuutissa, mikä on enemmän kuin kaksi kertaa aiemmin tallennettu tietyn aivokone rajapinnan tyyppinen lukema.

Kalifornian yliopiston Berkeleyn neuroinsinööri Jose Carmena sanoo, että “tämä on suuri edistysaskel alalla”, joka voi auttaa monia eri tyypin vammaisia henkilöitä. Aivokone rajapinnat mahdollistavat ajatusten muuttamisen toiminnaksi.

“Tämä artikkeli on täydellinen esimerkki: rajapinta koodaa kirjoittamisen ajatuksen ja tuottaa toiminnan.”

Vammat ja hermostoaktiviteetti

Vaikka henkilö saisi vamman tai sairauden, joka estää häntä kävelemästä, tarttumasta tai puhumasta, aivotoiminta näille toimille säilyy. Tutkijat voivat käyttää tätä toimintaa hyväkseen ja luoda järjestelmiä, jotka hyödyttävät näitä henkilöitä.

Shenoyn ryhmä on työskennellyt vuosia puheen hermostoaktiviteetin koodaamiseen ja kehittänyt tavan, jolla osallistujat voivat asentaa anturit ja käyttää ajatuksiaan siirtääkseen kohdistinta näytöllä.

Kuitenkaan ei ole tehty merkittävää työtä käsialan vastaavan hermostoaktiviteetin koodaamiseksi.

“Halusimme löytää uusia tapoja, joilla ihmiset voivat viestittää nopeammin”, sanoo ryhmän neurotieteilijä Frank Willett.

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

Aivokone rajapinta ja implantoidut anturit

Tutkijaryhmä työskenteli 65-vuotiaan osallistujan kanssa, joka osallistui BrainGate2-kliiniseen kokeiluun. BrainGate2 testaa aivokone rajapinnan turvallisuutta laitteissa, jotka välittävät dataa suoraan aivosta tietokoneelle.

Henderson asensi kaksi pientä anturia aivojen osaan, joka vastaa käsien ja kämmenien hallintaa. Tämä mahdollisti yksilön siirtää robottikättä tai kohdistinta yrittämällä liikuttaa halvaantunutta kättään.

Anturit havaitsevat signaaleja yksittäisistä hermosoluista, kun osallistuja kuvitteli kirjoittamista, ja koneoppimisalgoritmi tunnisti aivomallit jokaisen kirjaimen tuottamiseen. Tämä järjestelmä mahdollisti miehelle kopioida lauseita ja vastata kysymyksiin lähes yhtä nopeasti kuin hänen ikäisensä kirjoittaa älypuhelimen näppäimistöllä.

Willettin mukaan aivokone rajapinta toimii nopeasti, koska jokainen kirjain aiheuttaa erittäin ominaisen toimintamallin, jota algoritmi voi helposti erottaa.

Tutkijaryhmä kääntyy nyt huomionsa osallistujaan, joka ei pysty puhumaan, ja tutkijat uskovat, että tämä uusi järjestelmä voi hyödyttää merkittävästi halvaantumisen seurauksena eri sairauksien vuoksi kärsiviä henkilöitä.