Izmantojot tikai savas domas, paralizētais cilvēks sūta 16 vārdus minūtē

Pirmo reizi neirozinātnieki ar roku rakstītus kognitīvos signālus ir pārtulkojuši tekstā un reāllaikā. Jaunā tehnoloģija ir divas reizes ātrāka nekā iepriekšējā metode, ļaujot vīrietim paralizēt tekstu ar ātrumu 90 rakstzīmes minūtē.

Pētnieki sadarbībā ar BrainGate ir izstrādājuši sistēmu, kas galu galā varētu “ļaut cilvēkiem ar smagiem runas un kustību traucējumiem sazināties, izmantojot īsziņu, e-pastu vai citus rakstīšanas veidus”, norāda Džeimijs Hendersons, pārejas programmas līdzdirektors Stenfordas neiroprotezēšanas laboratorija un grāmatas Jaunā daba līdzautore mācības.

Smadzeņu signāli, ko rada domas, kas saistītas ar rokrakstu, tiek reāllaikā pārtulkotas tekstā, ļaujot tekstam paralizētajam cilvēkam novērtēt 16 vārdi minūtē. Sistēma izmanto smadzeņu implantus un mašīnmācīšanās algoritmu, lai atšifrētu ar roku rakstītus smadzeņu signālus.

The Smadzeņu vārti Konsorcijs gadu gaitā ir devis lielu ieguldījumu smadzeņu un datoru saskarņu (BCI) attīstībā, ieskaitot sarežģīto Smadzeņu kontrolēta robotizēta roka Ieviests 2012. gadā Tas nesen tika paziņots BCI bezvadu joslas platums Cilvēkiem. Jauns rokraksta izstrādes projekts Smadzeņu un datoru saskarne Stenfordas universitātes pētnieka Frenka Vileta vadībā, kuru vada neirozinātniece Krišna Čenoja no Hovarda Hjūza medicīnas institūta un Hendersons, Stenfordas neiroķirurgs.

2017. gadā Šenojs un viņa kolēģi Izstrādāts Teksta domāšanas sistēma, kas iepriekšējos paņēmienos ir dramatiski uzlabojusies, ļaujot pērtiķiem rakstīt tekstu ar ātrumu 12 vārdi minūtē. Šis pētījums veidoja pamatu Turpmākais darbs Tas parādījās vēlāk Vispārīgi, proti, a Smadzeņu un datoru saskarne Kas ļāva paralizētiem cilvēkiem uzrakstīt vidēji 40 rakstzīmes, Vai gandrīz astoņi vārdi, Minūtē. Bet, kā Hendersons paskaidroja savā e-pastā: “Pašreizējais darbs pārsniedz 2017. gada darba rakstīšanas ātrumu vairāk nekā divas reizes ātrāk nekā paralizēta persona, un izmanto pilnīgi jaunu un atšķirīgu metodi.”

Faktiski neirozinātnieki nekad agrāk nav mēģinājuši uztvert rokraksta garīgo darbību, un jaunais eksperiments tika skaidri veikts, lai noskaidrotu, vai tas novedīs pie efektīvākas teksta-teksta domāšanas sistēmas.

Eksperimenta laikā vienīgajam dalībniekam – 65 gadus vecam vīrietim – 10 gadus vecs bērns tika noņemts no muguras smadzeņu traumas, kas viņam palika paralizēts zem pleciem.

“Motora garozas ārējos slāņos – zonā, kas kontrolē kustību ķermeņa otrā pusē, tika ievietoti divi sensori, katrs izmērs 4 x 4 mm, mazuļa aspirīna izmērs, un 100 smalku matu elektrodi. paskaidroja. “Šie elektrodi var ierakstīt signālus no apmēram 100 neironiem”, un iegūtos signālus “apstrādā dators, lai atšifrētu smadzeņu darbību, kas saistīta ar atsevišķu burtu rakstīšanu”.

Eksperimenta laikā vīrietis mēģināja pakustināt paralizēto roku, lai uzrakstītu vārdus. Hendersons sacīja, ka viņš ir paredzējis “burtus rakstīt vienu virs otra ar pildspalvu uz dzeltenas juridiskas tāfeles”, kamēr dekoders katru burtu rakstīja kā “identificētu neironu tīkls”. Komanda izmantoja simbolu “lielāks par”. Lai apzīmētu atstarpes starp vārdiem, “jo pretējā gadījumā nebūtu iespējams atklāt nodomu rakstīt atstarpi”, viņš piebilda.

Sistēma spēja atšķirt atsevišķas rakstzīmes ar aptuveni 95% precizitāti. Hendersons teica vidēji 16 vārdi minūtē Aptuveni trīs ceturtdaļas ātruma, ko mēs parasti redzam starp cilvēkiem iepriekš vecums 65, rakstot viedtālrunī.

Rezultāti ir daudzsološi, taču sistēma nav bez ierobežojumiem. Pirmkārt, tas ir tik invazīvs, ka tam nepieciešama operācija un smadzeņu implants. Tas nav arī vispārināms indivīdiem, tāpēc sistēmai ir jāapgūst katra lietotāja kognitīvās nianses. Jaunā pieeja ir arī “skaitļošanas ziņā ļoti intensīva”, pēc Hendersona domām, un tai nepieciešama “specializēta augstas veiktspējas dators vai skaitļošanas kopa”. Visbeidzot, sistēmā ir nepieciešams, lai tehniķis izveidotu Smadzeņu un datoru saskarne Un palaidiet programmu.

Neskatoties uz šiem ierobežojumiem, Hendersons paredz pilnvērtīgu versiju, kas ir “bezvadu, vienmēr pieejama un paškalibrēta”. Viņš teica, ka visi šie mērķi ir sasniedzami, taču tas “prasa ieguldīt resursus, kurus labāk nodrošinātu uzņēmums, nevis akadēmiskā laboratorija”.

Raugoties nākotnē, komanda cer izpētīt veidu, kā smadzenes organizē kustības pāri vairākām ekstremitātēm Un saprast, kā smadzenes rada runu.

Vairāk: Ko jūs zināt par Neuralink, Elona Muska projektu smadzeņu un datora saskarnē.