Типы интерфейса мозг-машина: мысленная запись

Исследователи из Института медицинских исследований Ховарда Хьюза успешно создали интерфейс мозг-машина, который может выводить мысленную запись пользователей впервые. Команда расшифровала активность мозга, связанную с письмом от руки, чтобы достичь этого результата.

Участником был человек с параличом, у которого были имплантированы датчики в мозг, и команда использовала алгоритм для определения букв, когда он пытался писать. Система могла анализировать это и отображать текст на экране в реальном времени.

По словам Кришны Шеноя, исследователя Института медицинских исследований Ховарда Хьюза в Стэнфордском университете, это развитие может позволить людям с параличом быстро печатать без необходимости использования рук. Шеной был присоединен Стэнфордским нейрохирургом Джейми Хендерсоном.

Работа была опубликована в журнале Nature 12 мая.

Участник смог набрать 90 символов в минуту, что более чем в два раза превышает предыдущий рекорд для такого типа интерфейса мозг-машина.

Хосе Кармена, нейроинженер из Калифорнийского университета в Беркли, говорит: “Это большое достижение в этой области”, которое может помочь многим людям с различными типами инвалидности. Интерфейсы мозг-компьютер позволяют переводить мысли в действия.

“Эта статья – идеальный пример: интерфейс расшифровывает мысль о письме и производит действие.”

Травмы и активность нейронов

Даже если человек получил травму или заболел и не может ходить, схватить или говорить, активность нейронов мозга для этих действий остается. Поэтому исследователи могут использовать эту активность для создания систем, которые могут помочь этим людям.

Команда Шеноя работала над расшифровкой активности нейронов, связанной с речью, в течение многих лет и разработала способ для участников имплантировать датчики и использовать свои мысли для перемещения курсора на экране.

Однако не было реальных попыток сделать то же самое для письма.

“Мы хотим найти новые способы позволить людям общаться быстрее”, – говорит Фрэнк Уиллет, нейробиолог в группе.

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

Интеграция мозг-машина и имплантированные датчики

Команда сотрудничала с 65-летним участником, который был зарегистрирован в клиническом испытании BrainGate2. BrainGate2 тестирует безопасность интерфейсов мозг-машина для устройств, которые передают данные напрямую из мозга в компьютер.

Два небольших датчика были имплантированы Хендерсоном в часть мозга, ответственного за контроль рук и рук. Это позволило индивиду перемещать роботизированную руку или курсор, пытаясь переместить свою парализованную руку.

Датчики уловили сигналы от отдельных нейронов, когда участник представлял себе письмо, и алгоритм машинного обучения распознал закономерности мозга при производстве каждой буквы. Эта система позволила человеку копировать предложения и отвечать на вопросы почти так же быстро, как человек его возраста, набирающий текст на смартфоне.

По словам Уиллета, интерфейс мозг-машина работает быстро, потому что каждая буква вызывает очень характерную закономерность активности, которую алгоритм может легко различить.

Команда теперь сосредоточит внимание на участнике, который не может говорить, и исследователи считают, что эта новая система может сильно помочь людям, страдающим параличом, вызванным различными состояниями.