Разговор с роднини, игра на компютърна игра и управление на протеза - всичко това може да се направи дори
Как парализираните хора се връщат към нормалния живот?
Джеймс Джонсън се надява, че може да седне един денотново зад волана. Ако той прави това, тогава само използвайки силата на мислите си. През март 2017 г. Джонсън счупи врата си при инцидент и остана почти напълно парализиран от раменете надолу.
Специалистите по рехабилитация на Джонсън го запознаха сот изследователи от Калифорнийския технологичен институт (Caltech) в Пасадена. Той беше поканен да се присъедини към клинично изпитване на интерфейс мозък-компютър (BCI или BCI).
Първо той претърпя неврохирургична операция иимплантира две решетки от електроди в мозъчната кора. Тези електроди записват задействането на неврони в мозъка. След това изследователите използват алгоритми, за да дешифрират неговите мисли и намерения. След това системата използва мозъчната дейност на Джонсън, за да работи с компютърни приложения или да му помогне да се движи в определена посока.
Първият път, когато Джонсън използва интерфейса мозък-компютър, имплантиран през ноември 2018 г., той успя да движи курсора по екрана. За да направите това, просто трябваше да помислите за това.
Оттогава Джонсън използва BCI за контролроботизирана ръка за игра на видео игри и шофиране на симулирана кола във виртуална реалност. Джонсън е един от 35-те души, на които е имплантиран BCI в мозъка за дълго време. Само около 12 лаборатории извършват такива изследвания, но този брой расте.
Колко добре устройствата четат мисли и ви помагат да правите това, което искате?
През последните пет години наборът от умения, коитоможе да се възстанови с помощта на BCI се разшири значително. Точно през 2021 г. учените описаха случай, в който пациент използва роботизирана ръка, която изпраща сензорна обратна връзка директно до мозъка му. Също така протезно устройство за реч за тези, които са загубили способността да говорят поради инсулт. И човек, който можеше да комуникира с рекордна скорост, докато си въобразяваше, че пише на ръка.
Може ли да се възстанови речта?
„Една от най-сериозните последици от мозъчно увреждане е загубата на способността за общуване“, казва Едуард Чанг, неврохирург и невролог от Калифорнийския университет в Сан Франциско.
В началото на работата с BCI участниците можеха да се движаткурсор върху екрана на компютъра, представяйки си движението на ръката си и как натискат клавишите. Тази комуникация, базирана на курсора, беше в състояние да предава приблизително 40 знака в минута, рекорд, поставен през 2017 г. от екип, ръководен от Кришна Шена, невролог от Станфордския университет в Калифорния.
След това, през 2021 г., същата група съобщи за нов подход, при който член, Денис Деграре, успя да предаде два пъти повече знаци.
Колегата на Шеной - Франк Уилет - предложи на Дегрейпредставете си как пише думите на ръка, докато изследователите изучават данни от моторния му кортекс. Системата понякога изпитваше затруднения да анализира сигнали, които се отнасяха до букви, визуално подобни на буквата - r, n и h, но като цяло можеше лесно да идентифицира всички букви.
Алгоритъмът за декодиране показа точност от 95%, но при използване на автоматична корекция, подобно на тази в обикновен смартфон, точността се увеличи до 99%.
Но има и друг начин за предаване на информация.Едуард Чанг, неврохирург и невролог от Калифорнийския университет в Сан Франциско, измисли подход, който се фокусира върху говоренето, а не върху писането. Точно както текстът е съставен от отделни букви, речта се състои от отделни единици, наречени фонеми. В английския език има около 50 фонеми: всяка може да се получи с определено движение на гласовия тракт, езика и устните.
Групата на Чанг първо работи за изучаване на частМозъкът, който генерира фонеми и следователно речта, е слабо разбрана област, наречена дорзален ларингеален кортекс. Изследователите са създали система за декодиране на реч, която показва декодираните сигнали на потребителя като текст на екрана. През 2021 г. групата съобщи, че устройството позволява на човек да комуникира, използвайки предварително определен набор от 50 думи. Скоростта беше 15 думи в минута.
В този случай учените не записаха данни ототделни неврони. Вместо това те използваха електроди, поставени на повърхността на мозъчната кора, които откриват средната активност на всички неврони. Сигналите не са толкова точни, колкото тези от електроди, имплантирани в мозъчната кора, но подходът е по-малко инвазивен.
Има ли такива устройства в публичното пространство?
Днес повечето имплантикойто записва активността на отделните неврони, е създаден от Blackrock Neurotech. Те са разработчици на медицински изделия, базирани в Солт Лейк Сити. Но през последните седем години търговският интерес към BCI се увеличи драстично. Например през 2016 г. предприемачът Илон Мъск стартира NeuraLynx в Сан Франциско, за да разработи подобно устройство. Компанията събра 363 милиона долара.
Председател на борда на Blackrock NeurotechФлориан Солцбахер каза, че иска да пусне системата BCI на пазара в рамките на една година. През ноември 2021 г. Администрацията по храните и лекарствата на САЩ (FDA), която регулира медицинските изделия, стартира процес на ускорен преглед на продуктите на компанията, за да улесни пускането им на пазара. Може би техният интерфейс ще стане първият масов продукт в тази област.
Какво следва?
Експертите подчертават, че разработчицитетърговските BCI устройства ще трябва да работят без експертен надзор в продължение на месеци или дори години. Също така е важно да се уверите, че интерфейсът работи еднакво добре за всеки потребител.
Те също така отбелязаха, че напредъкът в машинното обучение ще помогне за решаването на първия проблем. Но постигането на универсална ефективност, независимо от потребителя, е по-трудна задача.
Освен това етиците подчертават товаче потребителите трябва да запазят пълен контрол върху данните на устройството. Съвременните технологии не могат да дешифрират личните мисли на хората, но разработчиците ще разполагат с данни за всички диалози на потребителя, както и важни данни за здравето на мозъка им. Отбелязва се, че IMC е нов вид риск за киберсигурността.
Прочетете още:
Той е ловуван от векове: какво знаем за планетата Вулкан до Слънцето
Физиците експериментално потвърдиха нов фундаментален закон за течностите
Астрономите откриха източника на мистериозни радиоизблици, идващи от космоса