Цивилизация
Команда специалистов из Брауновского университета в США разработала беспроводной нейрокомпьютерный интерфейс для парализованных людей. Подробнее об этом они рассказали в статье, опубликованной в электронной библиотеке научных работ IEEE Xplore.
«Люди с неврологическими заболеваниями, травмами спинного мозга, инсультами могут быть неспособны разговаривать и даже шевелиться, — пишут исследователи. —
Для людей с такими проблемами современные вспомогательные технологии часто оказываются неэффективны. Чтобы помочь им взаимодействовать с внешним миром, разрабатываются нейрокомпьютерные интерфейсы».
Нейроинтерфейсы позволяют парализованным людям пользоваться компьютером и общаться, декодируя сигналы мозга с помощью вживленных в него электродов. Однако возможности использования нейроинтерфейсов ограничены из-за обилия проводов и необходимости контроля со стороны специалистов. Поэтому исследователи решили заменить кабели на беспроводные передатчики в нейроинтерфейсе BrainGate, работа над которым ведется уже около 15 лет.
Устройство диаметром всего около 10 см соединяется с массивом электродов, вживленных в моторную кору мозга пользователя, как и проводные системы.
Похожее устройство разрабатывается в компании Илона Маска Neuralink, однако BrainGate — первый беспроводной интерфейс, который прошел испытания на людях, отмечают его создатели.
«Мы продемонстрировали, что эта беспроводная система функционально эквивалентна проводным системам, которые на протяжении многих лет были золотым стандартом нейрокомпьютерных интерфейсов, — говорит инженер Джон Саймерал, ведущий автор исследования. — Сигналы записываются и передаются с аналогичной точностью. Это означает, что мы можем использовать те же самые алгоритмы декодирования, которые мы использовали для проводного оборудования.
Единственное отличие — людям больше не нужно быть физически связанными с оборудованием, что открывает новые возможности для использования системы».
Участниками эксперимента стали двое мужчин 35 и 63 лет, оба парализованные из-за повреждений позвоночника. В отличие от предыдущих исследований, во время которых испытуемым нужно было находиться в лаборатории, мужчины могли использовать BrainGate у себя дома целыми сутками и не отключать даже во время сна.
Во время эксперимента участники пользовались планшетными компьютерами, просматривая сайты, и использовали мобильные приложения.
Исследователи не обнаружили значимой разницы в результатах по сравнению с предыдущей, проводной версией устройства.
«Мы хотим понять, как развиваются нейронные сигналы с течением времени, — поясняет соавтор исследования Ли Хохберг. — С помощью этой системы мы можем смотреть на активность мозга дома, в течение длительных периодов времени, что раньше было практически невозможно. Это поможет нам разработать алгоритмы декодирования, которые обеспечат плавное, интуитивное, надежное восстановление способности людей с параличом общаться и передвигаться».
В 2012 году BrainGate позволил 58-летней парализованной женщине впервые за 15 лет самой выпить кофе, «силой мысли» контролируя роботизированный манипулятор. Это оказалась первая в истории разработка, которая позволила парализованным людям манипулировать вещами, мысленно управляя искусственной рукой: поднести ее к предмету, взять его, поднести к себе и вернуть на место.
Выделяя движением глаз отдельные буквы алфавита, один из испытуемых так передал свои ощущения от управления кибернетической конечностью:
«Я просто воображал, что двигаю рукой, и рука двигалась туда, куда я хотел».
О первых же успехах создатели BrainGate сообщили еще в 2006 году — им удалось заставить парализованного мужчину с помощью имплантированного в мозг крошечного чипа двигать курсор компьютера, открывать электронную почту и контролировать роботоподобный прибор.