Исследователи из Университета Калифорнии в Сан-Франциско добились выдающегося прорыва в технологии мозг-компьютерного интерфейса (МКИ), позволяющей людям с параличом управлять роботизированными устройствами только с помощью мыслей.
Это новшество сочетает искусственный интеллект (ИИ) с нейронаукой, позволяя парализованному человеку манипулировать роботизированной рукой, представляя движения, что является значительным достижением в восстановлении автономии у людей с тяжелыми нарушениями моторики.
Мозг-компьютерный интерфейс: новая эра управления
Устройство, известное как мозг-компьютерный интерфейс (МКИ), представляет собой сочетание передового ИИ и нейроинженерии. Ранее было трудно поддерживать функциональность МКИ в течение длительного времени, поскольку они часто теряли эффективность уже после одного-двух дней. Однако новый МКИ установил рекорд, продолжая безупречно функционировать в течение семи месяцев без необходимости крупных корректировок.
Ключевое значение имеет способность ИИ модели адаптироваться к тонким изменениям в активности мозга со временем. Поскольку люди многократно представляют движения, ИИ уточняет свое понимание этих нейрональных сигналов, обеспечивая более точное управление роботизированными устройствами. Доктор Карунеш Гангули, невролог и профессор в Университете Калифорнии в Сан-Франциско, подчеркнул, что этот адаптивный процесс обучения между человеком и ИИ имеет решающее значение для достижения реалистичной функциональности в нейропротезировании.
Понимание изменений в мозге: научное обоснование прорыва
Исследование доктора Гангули показало, что хотя форма представлений активности мозга остается постоянной, их местоположения незначительно смещаются от дня к дню. Это открытие объясняет, почему предыдущие МКИ быстро лишались способности точно интерпретировать нейрональные сигналы. Для решения этой проблемы Гангули и его команда изучили участника, парализованного инсультом много лет назад. Датчики, имплантированные на поверхности его мозга, записывали нейрональные сигналы, когда он представлял себе движения, например, схватывание или поднятие предметов. За две недели эти сигналы использовались для обучения ИИ модели учитывать ежедневные сдвиги в образцах активности мозга.
От виртуальной тренировки к успеху в реальном мире
Изначально участник тренировался в управлении виртуальной роботизированной рукой, которая давала обратную связь на его представляемые движения. Это обучение помогло улучшить его способность визуализировать точные действия. Как только он перешел к использованию реальной роботизированной руки, он быстро освоил задачи, такие как поднятие блоков, открытие шкафов и даже удержание чашки под водораздатчиком.
Месяцы спустя участник сохранил способность управлять роботизированной рукой с минимальной рекалибровкой, что подчеркивает долгосрочную надежность этой системы МКИ.
Последствия для людей с параличом
Эта революционная технология имеет глубокие последствия для людей с параличом. Задачи, такие как кормление себя или самостоятельный доступ к воде, могут радикально улучшить качество жизни. Доктор Гангули оптимистично относится к дальнейшему совершенствованию ИИ для улучшения скорости и плавности движений при тестировании системы в домашних условиях.
