A vorbi cu rudele, a juca un joc pe calculator și a controla o proteză - toate acestea se pot face chiar și
Cum revin persoanele paralizate la viața normală?
James Johnson speră să se poată așeza într-o ziiar la volan. Dacă face asta, atunci doar folosind puterea gândurilor sale. În martie 2017, Johnson și-a rupt gâtul într-un accident și a rămas aproape complet paralizat de la umeri în jos.
Specialiștii în reabilitare a lui Johnson i-au prezentatde către cercetătorii de la Institutul de Tehnologie din California (Caltech) din Pasadena. El a fost invitat să se alăture unui studiu clinic al unei interfețe creier-calculator (BCI sau BCI).
Mai întâi a fost supus unei intervenții chirurgicale neurochirurgicale șia implantat două rețele de electrozi în cortexul cerebral. Acești electrozi înregistrează declanșarea neuronilor din creier. În continuare, cercetătorii folosesc algoritmi pentru a-i descifra gândurile și intențiile. Sistemul folosește apoi activitatea creierului lui Johnson pentru a opera aplicații de calculator sau pentru a-l ajuta să se miște într-o anumită direcție.
Prima dată când Johnson a folosit interfața creier-calculator, implantată în noiembrie 2018, a reușit să miște un cursor în jurul ecranului. Pentru a face asta, trebuia doar să te gândești la asta.
De atunci, Johnson a folosit BCI pentru a controlaun braț robotic pentru a juca jocuri video și a conduce o mașină simulată în realitate virtuală. Johnson este una dintre cele 35 de persoane cărora li s-a implantat un BCI pe termen lung în creier. Doar aproximativ 12 laboratoare efectuează astfel de studii, dar acest număr este în creștere.
Cât de bine citesc dispozitivele gândurile și vă ajută să faceți ceea ce doriți?
În ultimii cinci ani, gama de aptitudini carepoate fi restaurat folosind BCI sa extins semnificativ. Tocmai în 2021, oamenii de știință au descris un caz în care un pacient a folosit un braț robot care trimitea feedback senzorial direct la creier. De asemenea, un dispozitiv de vorbire protetică pentru cei care și-au pierdut capacitatea de a vorbi din cauza unui accident vascular cerebral. Și un bărbat care putea comunica cu o viteză record în timp ce își imagina că scrie de mână.
Poate fi restabilită vorbirea?
„Una dintre cele mai grave consecințe ale leziunilor cerebrale este pierderea capacității de a comunica”, spune Edward Chang, neurochirurg și om de știință la Universitatea din California, San Francisco.
La începutul lucrului cu BCI, participanții se puteau mutacursorul pe ecranul computerului, imaginându-și mișcarea mâinii și modul în care apăsează tastele. Această comunicare bazată pe cursor a fost capabilă să transmită aproximativ 40 de caractere pe minut, un record stabilit în 2017 de o echipă condusă de Krishna Shena, un neuroștiință la Universitatea Stanford din California.
Apoi, în 2021, același grup a raportat o nouă abordare în care un membru, Dennis Degrare, a reușit să transmită de două ori mai multe personaje.
Colegul lui Shenoy - Frank Willett - i-a sugerat lui DegrayImaginați-vă cum scrie cuvintele de mână în timp ce cercetătorii studiază datele din cortexul motor. Sistemul a avut uneori dificultăți în analizarea semnalelor care priveau litere similare vizual cu litera - r, n și h, dar în general putea identifica cu ușurință toate literele.
Algoritmul de decodare a arătat o precizie de 95%, dar atunci când se folosește corecția automată, similară cu cea dintr-un smartphone obișnuit, precizia a crescut la 99%.
Dar există o altă modalitate de a transmite informații.Edward Chang, neurochirurg și om de știință la Universitatea din California, San Francisco, a venit cu o abordare care se concentrează mai degrabă pe vorbire decât pe scris. Așa cum textul este format din litere individuale, vorbirea este alcătuită din unități individuale numite foneme. În engleză, există aproximativ 50 de foneme: fiecare poate fi obținut cu o anumită mișcare a tractului vocal, limbii și buzelor.
Grupul lui Chang a lucrat mai întâi pentru a studia o parteCreierul care generează foneme și, prin urmare, vorbirea este o regiune prost înțeleasă numită cortex laringian dorsal. Cercetătorii au creat un sistem de decodare a vorbirii care afișează semnalele decodificate ale utilizatorului ca text pe ecran. În 2021, grupul a raportat că dispozitivul permitea unei persoane să comunice folosind un set predeterminat de 50 de cuvinte. Viteza era de 15 cuvinte pe minut.
În acest caz, oamenii de știință nu au înregistrat date de laneuroni individuali. În schimb, au folosit electrozi plasați pe suprafața cortexului cerebral, care detectează activitatea medie a tuturor neuronilor. Semnalele nu sunt la fel de precise ca cele de la electrozii implantați în cortexul cerebral, dar abordarea este mai puțin invazivă.
Există astfel de dispozitive în domeniul public?
Astăzi, majoritatea implanturilorcare înregistrează activitatea neuronilor individuali, a fost creat de Blackrock Neurotech. Sunt dezvoltatori de dispozitive medicale cu sediul în Salt Lake City. Dar în ultimii șapte ani, interesul comercial pentru BCI a crescut dramatic. De exemplu, în 2016, antreprenorul Elon Musk a lansat NeuraLynx în San Francisco pentru a dezvolta un dispozitiv similar. Compania a strâns 363 de milioane de dolari.
Președinte al consiliului de administrație al Blackrock NeurotechFlorian Solzbacher a spus că vrea să scoată pe piață sistemul BCI în termen de un an. În noiembrie 2021, Administrația SUA pentru Alimente și Medicamente (FDA), care reglementează dispozitivele medicale, a lansat un proces de revizuire accelerată pentru produsele companiei, pentru a facilita introducerea lor pe piață. Poate că interfața lor va deveni primul produs de masă din acest domeniu.
Ce urmează?
Experții subliniază că dezvoltatoriidispozitivele comerciale BCI vor trebui să funcționeze fără nicio supraveghere de specialitate luni sau chiar ani. De asemenea, este important să vă asigurați că interfața funcționează la fel de bine pentru fiecare utilizator.
Ei au remarcat, de asemenea, că progresele în învățarea automată vor ajuta la rezolvarea primei probleme. Dar obținerea eficienței universale, indiferent de utilizator, este o sarcină mai dificilă.
În plus, eticienii subliniază faptul căcă utilizatorii ar trebui să păstreze controlul deplin asupra datelor dispozitivului. Tehnologiile moderne nu pot descifra gândurile private ale oamenilor, cu toate acestea, dezvoltatorii vor avea date despre toate dialogurile utilizatorilor, precum și date importante despre sănătatea creierului lor. Se observă că IMC este un nou tip de risc de securitate cibernetică.
Citeste mai mult:
A fost vânat de secole: ce știm despre planeta Vulcan de lângă Soare
Fizicienii au confirmat experimental o nouă lege fundamentală pentru lichide
Astronomii au găsit sursa unor explozii radio misterioase care vin din spațiu