Разговор са рођацима, играње компјутерске игре и контрола протезе - све се то може учинити чак
Како се парализовани људи враћају нормалном животу?
Џејмс Џонсон се нада да ће једног дана моћи да седнеопет за воланом. Ако то уради, онда само користећи снагу својих мисли. У марту 2017. Џонсон је сломио врат у несрећи и остао скоро потпуно парализован од рамена надоле.
Џонсонови специјалисти за рехабилитацију су га упозналиистраживачи са Калифорнијског института за технологију (Цалтецх) у Пасадени. Позван је да се придружи клиничком испитивању интерфејса мозак-рачунар (БЦИ или БЦИ).
Прво је подвргнут неурохируршкој операцији иимплантирао две решетке електрода у мождану кору. Ове електроде бележе покретање неурона у мозгу. Затим, истраживачи користе алгоритме да дешифрују његове мисли и намере. Систем затим користи Џонсонову мождану активност да управља рачунарским апликацијама или да му помогне да се креће у одређеном правцу.
Први пут када је Џонсон користио интерфејс мозак-рачунар, имплантиран у новембру 2018, био је у могућности да помера курсор по екрану. Да бисте то урадили, само сте морали да размислите о томе.
Од тада, Џонсон користи БЦИ за контролуроботска рука за играње видео игрица и вожњу симулираног аутомобила у виртуелној стварности. Џонсон је један од 35 људи којима је дуготрајно уграђен БЦИ у мозак. Само око 12 лабораторија спроводи такве студије, али овај број расте.
Колико добро уређаји читају мисли и помажу вам да радите оно што желите?
Током протеклих пет година, распон вештина којеможе се обновити коришћењем БЦИ значајно се проширио. Управо 2021. године, научници су описали случај у којем је пацијент користио роботску руку која је слала сензорне повратне информације директно у његов мозак. Такође протетски говорни апарат за оне који су изгубили способност говора због можданог удара. И човек који је могао да комуницира рекордном брзином док је замишљао да пише руком.
Да ли се говор може вратити?
„Једна од најозбиљнијих последица повреде мозга је губитак способности комуникације“, каже Едвард Чанг, неурохирург и неуронаучник са Калифорнијског универзитета у Сан Франциску.
На почетку рада са БЦИ, учесници су могли да се крећукурсор на екрану рачунара, замишљајући кретање своје руке и како притискају тастере. Ова комуникација заснована на курсору била је способна да пренесе приближно 40 знакова у минути, што је рекорд који је 2017. поставио тим који је предводио Крисхна Схена, неуронаучник са Универзитета Станфорд у Калифорнији.
Затим, 2021. године, иста група је пријавила нови приступ у којем је члан, Деннис Деграре, могао да пренесе дупло више ликова.
Шенојев колега - Френк Вилет - предложио је Дегрејузамислите како пише речи руком док истраживачи проучавају податке из његовог моторног кортекса. Систем је понекад имао проблема са рашчлањивањем сигнала који су се односили на слова која су визуелно слична слову - р, н и х, али је генерално могао лако да идентификује сва слова.
Алгоритам за декодирање показао је тачност од 95%, али када се користи ауто-корекција, слично као код обичног паметног телефона, тачност се повећала на 99%.
Али постоји још један начин да се пренесу информације.Едвард Чанг, неурохирург и неуронаучник са Калифорнијског универзитета у Сан Франциску, смислио је приступ који се фокусира на говор, а не на писање. Као што се текст састоји од појединачних слова, говор се састоји од појединачних јединица које се називају фонеми. У енглеском језику постоји око 50 фонема: свака се може добити одређеним покретом вокалног тракта, језика и усана.
Чангова група је прво радила на проучавању делаМозак који генерише фонеме и самим тим говор је слабо схваћено подручје које се зове дорзални ларингеални кортекс. Истраживачи су креирали систем за декодирање говора који декодиране сигнале корисника приказује као текст на екрану. Група је 2021. године известила да је уређај омогућио особи да комуницира користећи унапред одређени скуп од 50 речи. Брзина је била 15 речи у минути.
У овом случају, научници нису забележили податке изпојединачни неурони. Уместо тога, користили су електроде постављене на површину мождане коре, које детектују просечну активност свих неурона. Сигнали нису толико тачни као они са електрода имплантираних у мождану кору, али приступ је мање инвазиван.
Постоје ли такви уређаји у јавном власништву?
Данас већина имплантатакоји бележе активност појединачних неурона, креирао је Блацкроцк Неуротецх. Они су програмери медицинских уређаја са седиштем у Солт Лејк Ситију. Али током протеклих седам година, комерцијални интерес за БЦИ се драматично повећао. На пример, 2016. године предузетник Елон Муск покренуо је НеураЛинк у Сан Франциску како би развио сличан уређај. Компанија је прикупила 363 милиона долара.
Председник одбора Блацкроцк НеуротецхФлоријан Солцбахер је рекао да жели да изнесе БЦИ систем на тржиште у року од годину дана. У новембру 2021. године, америчка администрација за храну и лекове (ФДА), која регулише медицинске уређаје, покренула је убрзани процес прегледа за производе компаније како би се олакшало њихово пласирање на тржиште. Можда ће њихов интерфејс постати први масовни производ у овој области.
Шта је следеће?
Стручњаци наглашавају да програмерикомерцијални БЦИ уређаји ће морати да раде без икаквог стручног надзора месецима или чак годинама. Такође је важно осигурати да интерфејс функционише подједнако добро за сваког корисника.
Такође су приметили да ће напредак у машинском учењу помоћи у решавању првог проблема. Али постизање универзалне ефикасности без обзира на корисника је тежи задатак.
Уз то, етичари то наглашавајуда корисници треба да задрже потпуну контролу над подацима уређаја. Савремене технологије не могу да дешифрују приватне мисли људи, међутим, програмери ће имати податке о свим дијалозима корисника, као и важне податке о здрављу њиховог мозга. Примећује се да је ИМЦ нова врста ризика за сајбер безбедност.
Опширније:
Лови се вековима: шта знамо о планети Вулкан поред Сунца
Физичари су експериментално потврдили нови фундаментални закон за течности
Астрономи су пронашли извор мистериозних радио рафала који долазе из свемира