Ученые создали интерфейс «мозг — машина»
Москва, 15:36, 04 Мар 2016, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.
Неврологи разработали интерфейс «мозг — машина», который позволяет приматам управлять роботизированной коляской исключительно силой мысли.
Интерфейс использует сигналы от сотен нейронов, расположенных одновременно в двух регионах мозга обезьяны, которые принимают участие в движении и ощущении. Когда животные думают о достижении своей цели, в данном случае, чаши со свежим виноградом — компьютеры переводят их мозговую активность в движение коляски в режиме реального времени.
Интерфейс демонстрирует будущий потенциал для людей с ограниченными возможностями, которые потеряли большинство возможностей мышечного контроля и мобильности, в следствии, например, квадриплегии.
«В ряде серьезных случаев, люди с ограниченными возможностями даже моргнуть не могут», — говорит автор, профессор Николелису. «Для них, использование инвалидного кресла или устройства, управляемого с помощью неинвазивных мер, таких как устройство, которое отслеживает мозговые волны через электроды на коже головы, может оказаться недостаточно. Мы ясно показали, что если у вас есть внутричерепные имплантаты, вы лучше управляете коляской, чем с неинвазивных устройств».
Ученые начали эксперименты еще в 2012 году, имплантируя сотни миофиламент, толщиной в волос, в премоторные и соматосенсорные области мозга двух макак резус. Они тренировали животных, пассивно перемещающих кресло к своей цели – миске с виноградом. Во время этого этапа обучения, ученые зафиксировали большую электрическую активность головного мозга у приматов. Затем исследователи запрограммировали компьютер переводить сигналы мозга в цифровые команды для моторов, которые контролируют движения кресла-коляски.
«По мере обучения обезьян управлением инвалидной коляской силой мысли, те стали более эффективно направлять кресло на колесах в сторону винограда и завершили тесты быстрее», — рассказал Николелису.
В дополнение к появлению мозговых сигналов, которые соответствовали поступательному движению и поворотам, ученые также обнаружили, что приматы вырабатывали сигналы мозга, оценивающие расстояние до винограда.
«Это не было сигналом, который присутствовал в начале тренировки, но который возник как следствие становления обезьяной специалистом в этой задаче» — сказал профессор. «Это был сюрприз. Он демонстрирует огромную гибкость мозга осваивать устройство, в данном случае инвалидное кресло, и пространственное отношение к окружающему миру».
Испытания измеряли активность почти 300 нейронов в каждой у двух обезьян, но у лаборатории имеется возможность записи сигнала до 2000 нейронов, используя ту же технику. Команда ученых теперь надеется расширить эксперимент по использованию большего количества сигналов нейронов, чтобы добиться увеличения точности и надежности, прежде, чем применять имплантированные устройства для людей.
