Дослідники використовують штучний інтелект, щоб допомогти людям з нейрологічними захворюваннями керувати електричними інвалідними колясками за допомогою мозкових хвиль

Як тільки я сів у електричну інвалідну коляску, дослідники наділи на мене шолом з електронними проводами, які впиралися в мою шкіру голови. Вони зробили регулювання до тих пір, поки ноутбук, підключений до шолома, не почав приймати сигнали від моєї голови.

З метою виявлення найслабших мозкових хвиль і розпізнавання їхніх закономірностей за допомогою штучного інтелекту (ШІ), мені було наказано спочатку практикувати уявну рухову діяльність, керуючи аватаром на екрані лише своїми думками, що потім стане основою для керування інвалідною коляском.

Це зайняло деякий час, але врешті-решт аватар рухався просто тому, що я думав про стискання лівої руки.

Дажи коли я зробив помилку – наприклад, рухав аватаром у напрямку до перешкоди, а не від неї – дослідники пояснили, що команда була замінена технологією передбачення і оцінки ШІ, яка на той час вже розпізнала закономірності моїх мозкових хвиль, що дозволить їй точно передбачити майбутні команди для аватара.

Як тільки інструмент був навчений моїми мозковими хвилями, настав час спробувати керувати електричною інвалідною коляском за допомогою моїх думок. Я закрив очі і зосередився на тому, як це відчувалося, коли я рухав лівою рукою, яка лежала нерухомо на моїй нозі. Коли я уявляв собі стискання лівої руки, інвалідна коляска почала рухатися вліво – у бажаному напрямку!

Незважаючи на те, що мені не потрібно інвалідна коляска в повсякденному житті, досвід керування транспортним засобом за допомогою моїх думок – з допомогою ШІ – був надихаючим, враховуючи потенційну можливість покращення життя людей, які страждають від важких травм спинного мозку або нейрологічних захворювань, таких як множинна склероз, церебральний параліч або синдром Гієна-Барре.

Ці захворювання часто залишають пацієнтів прикутих до ліжка або залежними від медсестер чи членів сім’ї, які допомагають їм пересуватися.

Тривалий час вчені намагалися розробити технології, які допоможуть людям, постраждалим від цих захворювань, відновити частину своєї рухової діяльності та тілесної автономії. У 2009 році Toyota оголосила про створення інвалідної коляски, яку можна керувати за допомогою сигналів електроенцефалограми (ЕЕГ); у 2023 році дослідники з Італійського університету Падуї розробили технологію інтерфейсу “мозок-машина”, яка дозволяє повністю паралізованим людям керувати електричними інвалідними колясками лише за допомогою мозкових хвиль; а інші дослідження інвалідних колясок, керованих мозковими хвилями, включають доповнену реальність, комп’ютерний зір і технологію офлайн-калібрування.

Хоча ці інновації значно допомогли нам наблизитися до подолання розриву у руховій діяльності для людей з важкими спинними та нейрологічними захворюваннями, дослідники з NTT Research повідомили мені, що залишаються багато обмежень, особливо якщо враховувати той факт, що мозкові хвилі не однакові у всіх людей, а також у життя окремої людини.

На своїй недавній конференції Upgrade 2025 у Сан-Франциско NTT Research продемонструвала технологію ШІ, яка, на їхню думку, може передбачати і доповнювати порушені сигнали мозкових хвиль, що дозволить пацієнтам навіть з важкими нейрологічними захворюваннями керувати електричними інвалідними колясками.

“Відомо, що мозкові хвилі можуть змінюватися через різні фактори. Однак наша технологія розроблена для оптимізації ШІ для кожного окремого випадку, тому ми вважаємо, що вона залишається ефективною, незважаючи на такі варіації”, – сказав мені Кенго Окіцу, дослідник, який працював над цим проектом.

Електрична активність мозку реєструється у вигляді альфа-, бета-, гамма-, дельта- та тета-хвиль, і значна частина їхньої функціональної значущості все ще обговорюється.

Мозкові хвилі, однак, не однакові серед населення. Люди з когнітивними порушеннями, такими як деменція та хвороба Альцгеймера, відчувають зниження активності та реакції мозкових хвиль. Вік також може перешкоджати здатності людей генерувати мозкові хвилі достатньої сили для керування електричними інвалідними колясками; а психічні розлади, такі як СДУГ, шизофренія та депресія, можуть впливати на частоту ЕЕГ.

Існуюча технологія мозкових хвиль не може практично впоратися з усіма цими варіаціями. Натомість дослідники покладаються на ШІ, щоб допомогти доповнити недостатні або неточні сигнали мозкових хвиль, розпізнавши закономірності мозкових хвиль, які дозволять йому передбачити уявну рухову діяльність.

“Наша технологія буде працювати для всіх, оскільки вона постійно оновлюється ШІ”, – сказав Окіцу. “Вона зосереджена на зборі даних для ШІ під час фактичної роботи інтерфейсу “мозок-машина”. Тому люди можуть спочатку керувати аватаром, а потім наша технологія оновлюється за допомогою ШІ”.

Дослідники також зазначили, що відносно швидка реакція на перетворення думки – наприклад, стискання кулака – у дію – наприклад, поворот інвалідної коляски, – також сприяє фотонній системі зв’язку під назвою IOWN, яка дозволяє здійснювати обробку даних високої ємності та низької затримки. Ця мережа використовує фотонні (світлові) сигнали замість електричних для передачі інформації, щоб прискорити передачу та обробку даних.

Інтеграція цих технологій у інвалідні коляски, керовані мозковими хвилями, представляє собою використання нових технологій для створення більш доступних засобів пересування.

Цей проєкт може означати еволюцію способу життя для людей з інвалідністю та їхніх опікунів, які будуть надані більшою свободою та автономією.