Brein-Machine Interface Typen Mentale Handschrift

Onderzoekers van het Howard Hughes (HHH ) Medical Institute hebben voor het eerst een brein-machine interface in staat gesteld om de mentale handschrift van gebruikers uit te typen. Het team ontcijferde de hersenactiviteit die geassocieerd is met het schrijven van letters met de hand om dit resultaat te bereiken.

De deelnemer was een persoon met verlamming die sensoren in zijn hersenen had geïmplanteerd, en het team vertrouwde op een algoritme om letters te identificeren toen hij probeerde ze te schrijven. Het systeem kon deze informatie analyseren en de tekst in real-time op een scherm weergeven.

Volgens Krishna Shenoy, een onderzoeker van het Howard Hughes Medical Institute aan de Stanford University, kan deze ontwikkeling mensen met verlamming in staat stellen om snel te typen zonder hun handen te gebruiken. Shenoy werkte samen met de Stanford-neurochirurg Jaimie Henderson.

Het onderzoek werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature op 12 mei.

De deelnemer kon 90 tekens per minuut typen, wat meer dan het dubbele is van het eerder geregistreerde aantal met een type brein-machine interface.

Jose Carmena, een neurale ingenieur aan de University of California, Berkeley, zegt dat “het een grote vooruitgang is in het veld” die veel verschillende soorten mensen met een handicap kan helpen. Brein-computer interfaces maken het mogelijk om gedachten om te zetten in acties.

“Dit artikel is een perfect voorbeeld: de interface ontcijfert de gedachte van schrijven en produceert de actie.”

Blessures en Neurale Activiteit

Zelfs als iemand een blessure of ziekte heeft die ertoe leidt dat hij niet kan lopen, grijpen of spreken, blijft de neurale activiteit van de hersenen voor dergelijke acties bestaan. Onderzoekers kunnen deze activiteit gebruiken om systemen te creëren die deze personen helpen.

Shenoy’s team heeft jarenlang gewerkt aan het ontcijferen van neurale activiteit die geassocieerd is met spraak, en ze hebben een manier ontwikkeld voor deelnemers om sensoren te implanteren en hun gedachten te gebruiken om een cursor op een scherm te bewegen.

Er is echter geen serieuze poging gedaan om hetzelfde te doen voor handschrift.

“We willen nieuwe manieren vinden om mensen sneller te laten communiceren,” zegt Frank Willett, een neuroscientist in de groep.

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

BCI en Geïmplanteerde Sensoren

Het team werkte samen met een 65-jarige deelnemer die was ingeschreven in een BrainGate2-klinische proef. BrainGate2 test de veiligheid van BCI-apparaten die gegevens rechtstreeks van de hersenen naar een computer verzenden.

Twee kleine sensoren werden door Henderson geïmplanteerd in het deel van de hersenen dat verantwoordelijk is voor het controleren van de hand en arm. Dit stelde de persoon in staat om een robotarm of cursor te bewegen door te proberen zijn eigen verlamde arm te bewegen.

De sensoren vingen signalen op van individuele neuronen toen de deelnemer zich voorstelde dat hij schreef, en het machine learning-algoritme herkende hersenpatronen bij het produceren van elke letter. Dit systeem stelde de man in staat om zinnen te kopiëren en vragen te beantwoorden bijna even snel als iemand van zijn leeftijd die op een smartphone typt.

Volgens Willett werkt de BCI snel omdat elke letter een zeer karakteristiek activiteitspatroon veroorzaakt dat gemakkelijk door het algoritme kan worden onderscheiden.

Het team zal nu zijn aandacht richten op een deelnemer die niet kan spreken, en de onderzoekers geloven dat dit nieuwe systeem een grote voordelen kan bieden voor mensen die lijden aan verlamming als gevolg van verschillende aandoeningen.