От курсора к роботам: китайские учёные расширили возможности клинических интерфейсов «мозг-компьютер»

Китайские ученые добились значительных успехов в разработке инвазивных интерфейсов «мозг-компьютер», позволяющих пациентам с двигательными нарушениями выполнять сложные действия в реальном мире.

В ходе клинических испытаний мужчина средних лет с параличом всех конечностей, вызванным травмой шейного отдела спинного мозга ^[1], смог управлять инвалидной коляской на улице и отдать команды роботу-собаке принести еду, используя только свои мысли.

В марте исследовательский центр Китайской академии наук и больница Хуашань имплантировали ультратонкие электроды в мозг ^[1] пациента с двигательной дисфункцией, что позволило ему играть в шахматы и участвовать в автомобильных гонках, управляя объектами силой мысли. В настоящее время второй участник клинического испытания также успешно прошёл имплантацию.

^[2]

Ранее технология ИМК в основном ограничивалась задачами на «двумерном экране», такими как управление курсором. Теперь группа учёных продвинулась дальше, переведя пациентов от взаимодействия с виртуальным экраном к выполнению «трёхмерных действий» в реальном мире.

Для обеспечения необходимой точности и скорости реакции китайские учёные преодолели ряд ключевых технических проблем в разработке инвазивных интерфейсов «мозг-компьютер». Во-первых, была разработана технология сжатия данных, получаемых от нейронов, и гибридная модель декодирования, что повысило общую производительность системы на 15–20%. Во-вторых, для обеспечения стабильности интерпретации колеблющихся сигналов была создана технология «выравнивания нейронных многообразий», которая обеспечивает последовательное считывание сигналов основного намерения, подверженных помехам от таких факторов, как эмоциональное состояние и изменения окружающей среды. В-третьих, для достижения была разработана технология «онлайн-рекалибровки», позволяющая в режиме реального времени корректировать параметры во время повседневной деятельности. В-четвёртых, время синхронизации от «мысли к действию» было сокращено до менее чем 100 миллисекунд. Это быстрее, чем примерно 200 миллисекунд, которые требуются мозгу ^[1] обычного человека для преобразования команды в физическое действие.

Источник ^[3]