Smadzeņu implants pārvērš paralizēta cilvēka domas tekstā ar 94% precizitāti

Smadzeņu un datora saskarnes implanta mikroshēma. (BrainGate)

Vīrietis, kurš bija paralizēts no kakla uz leju muguras smadzeņu traumas dēļ, ko viņš guva 2007. gadā, ir parādījis, ka spēj izteikt savas domas, pateicoties smadzeņu implantu sistēmai, kas viņa iedomāto rokrakstu pārvērš faktiskā tekstā.

Ierīce ir daļa no ilgstošas ​​pētniecības sadarbības ar nosaukumuBrainGate- ir smadzeņu un datora saskarne (BCI), kas izmanto mākslīgais intelekts (AI), lai interpretētu neironu aktivitātes signālus, kas rodas rokraksta laikā.

Šajā gadījumā vīrietis, kurš pētījumā tika saukts par T5 un kurš pētījuma laikā bija 65 gadus vecs, faktiski nerakstīja, jo viņa roka kopā ar visām viņa ekstremitātēm vairākas reizes bija paralizēta. gadiem.



Taču eksperimenta laikā gadā ziņots Daba gada sākumā , vīrietis koncentrējās it kā rakstot – efektīgi, domājot par burtu veidošanu ar iedomātu pildspalvu un papīru.

To darot, viņa motoriskajā garozā implantētie elektrodi ierakstīja viņa smadzeņu darbības signālus, kurus pēc tam interpretēja ārējā datorā esošie algoritmi, atšifrējot T5 iedomātās pildspalvas trajektorijas, kas garīgi izsekoja 26 alfabēta burtus un dažas pamata pieturzīmes. .

'Šī jaunā sistēma izmanto gan bagātīgo neironu aktivitāti, ko reģistrē intrakortikālie elektrodi, gan valodas modeļu jaudu, kas, pielietojot neironi dekodētiem burtiem, var radīt ātru un precīzu tekstu.' saka pirmais pētījuma autors Frenks Vilets, nervu protezēšanas pētnieks no Stenfordas universitātes.

Līdzīgas sistēmas, kas izstrādātas kā daļa no BrainGate, ir bijušasnervu darbības pārrakstīšana tekstāvairākus gadus, taču daudzas iepriekšējās saskarnes ir vērstas uz dažādām smadzeņu metaforām, lai apzīmētu, kuras rakstzīmes rakstīt, piemēram, rakstīšanu ar norādi un klikšķi ar datora kursoru, ko kontrolē prāts.

Tomēr nebija zināms, cik labi smadzenēs var saglabāties rokraksta neironu attēlojums — ātrāka un veiklāka motorika, ne arī tas, cik labi tos var izmantot, lai sazinātos ar smadzeņu un datora saskarni jeb BCI.

Šeit T5 parādīja, cik daudz solījumu virtuālā rokraksta sistēma varētu piedāvāt cilvēkiem, kuri ir zaudējuši praktiski visas neatkarīgās fiziskās kustības.

Sistēmas darbības shēma. (F. Vilets et al., Nature , 2021, Ērika Vudruma)

Pārbaudēs vīrietis spēja sasniegt rakstīšanas ātrumu 90 rakstzīmes minūtē (apmēram 18 vārdi minūtē) ar aptuveni 94 procentu precizitāti (un līdz pat 99 procentiem, ja ir iespējota automātiskā korekcija).

Šis ātrums ir ne tikai ievērojami ātrāks nekā iepriekšējie BCI eksperimenti (izmantojot tādas lietas kā virtuālās tastatūras), bet arī gandrīz līdzvērtīgs viedtālruņu lietotāju rakstīšanas ātrumam vīriešu vecuma grupā, kas ir aptuveni 115 rakstzīmes vai 23 vārdi minūtē, liecina pētnieki. saki.

'Mēs esam iemācījušies, ka smadzenes saglabā spēju noteikt smalkas kustības veselu desmit gadu laikā pēc tam, kad ķermenis ir zaudējis spēju veikt šīs kustības.' Vilets saka .

'Un mēs esam iemācījušies, ka sarežģītas paredzētās kustības, kas saistītas ar mainīgiem ātrumiem un izliektām trajektorijām, piemēram, rokrakstu, var vieglāk un ātrāk interpretēt ar mākslīgā intelekta algoritmiem, ko mēs izmantojam, nekā vienkāršākas paredzētās kustības, piemēram, kursora pārvietošana taisnā virzienā. ceļš vienmērīgā ātrumā.

Būtībā pētnieki saka, ka alfabētiskie burti pēc formas ļoti atšķiras viens no otra, tāpēc mākslīgais intelekts var ātrāk atšifrēt lietotāja nodomu rakstzīmju zīmēšanas laikā, salīdzinot ar citām BCI sistēmām, kurās netiek izmantoti desmitiem dažādu ievades datu. Tāpat.

Vīrieša iedomātais rokraksts, kā to interpretē sistēma. (Frenks Vilets)

Neskatoties uz šīs pirmās šāda veida tehnoloģijas potenciālu, pētnieki uzsver, ka pašreizējā sistēma līdz šim ir tikai koncepcijas pierādījums, jo ir pierādīts, ka tā darbojas tikai ar vienu dalībnieku, tāpēc tas noteikti nav pilnīgs, klīniski dzīvotspējīgs produkts. pagaidām.

Nākamie pētījuma soļi varētu ietvert citu cilvēku apmācību lietot saskarni, rakstzīmju kopas paplašināšanu, iekļaujot vairāk simbolu (piemēram, lielos burtus), sistēmas jutīguma uzlabošanu un sarežģītāku rediģēšanas rīku pievienošanu lietotājam.

Vēl ir daudz darāmā, taču mēs varētu aplūkot jaunu aizraujošu attīstību, kas sniedz iespēju sazināties ar cilvēkiem, kuri to pazaudēja.

'Mūsu rezultāti paver jaunu pieeju BCI un parāda, ka ir iespējams precīzi atšifrēt ātras, izveicīgas kustības gadus pēc paralīzes.' raksta pētnieki .

'Mēs uzskatām, ka intrakortikālo BCI nākotne ir gaiša.'

Par atklājumiem ziņots Daba .

Populārākas Kategorijas: Dabu , Sabiedrību , Tech , Skaidrotājs , Cilvēkiem , Daba , Neklasificēts , Veselība , Vidi , Viedoklis ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.