Sun. Jan 23rd, 2022

Un bărbat paralizat de la gât în ​​jos din cauza unei leziuni ale măduvei spinării pe care a suferit-o în 2007 a arătat că își poate comunica gândurile, datorită unui sistem de implant cerebral care îi traduce scrisul de mână imaginat în text real.

Dispozitivul – parte a unei colaborări de cercetare de lungă durată numită BrainGate – este o interfață creier-calculator (BCI), care folosește inteligență artificială (AI) pentru a interpreta semnalele activității neuronale generate în timpul scrierii de mână.

În acest caz, bărbatul – numit T5 în studiu și care avea 65 de ani la momentul cercetării – nu scria efectiv, deoarece mâna lui, împreună cu toate membrele, fuseseră paralizate de mai multe ori. ani.

Dar în timpul experimentului, raportat în Natură la începutul anului, bărbatul s-a concentrat de parcă ar fi scris – efectiv, gândindu-se să facă literele cu un pix și hârtie imaginară.

În timp ce făcea acest lucru, electrozii implantați în cortexul său motor au înregistrat semnale ale activității sale cerebrale, care au fost apoi interpretate de algoritmi care rulau pe un computer extern, decodând traiectorii imaginare ale stiloului T5, care au trasat mental cele 26 de litere ale alfabetului și câteva semne de punctuație de bază. .

„Acest nou sistem folosește atât activitatea neuronală bogată înregistrată de electrozii intracorticali, cât și puterea modelelor de limbaj care, atunci când sunt aplicate literelor decodificate neuronal, pot crea text rapid și precis.” spune primul autor al studiului Frank Willett, un cercetător în protetică neuronală de la Universitatea Stanford.

Au fost sisteme similare dezvoltate ca parte a BrainGate transcrierea activității neuronale în text de câțiva ani, dar multe interfețe anterioare s-au concentrat pe diferite metafore cerebrale pentru a indica caracterele pe care să le scrieți – cum ar fi tastarea punct-and-click cu un cursor de computer controlat de minte.

Nu se știa, totuși, cât de bine ar putea fi reținute în creier reprezentările neuronale ale scrisului de mână – o abilitate motrică mai rapidă și mai dexteroasă – și nici cât de bine ar putea fi utilizate pentru a comunica cu o interfață creier-calculator sau BCI.

Aici, T5 a arătat cât de promițătoare le-ar putea oferi un sistem de scriere de mână virtuală pentru persoanele care și-au pierdut practic toate mișcările fizice independente.

În teste, bărbatul a reușit să atingă viteze de scriere de 90 de caractere pe minut (aproximativ 18 cuvinte pe minut), cu o precizie de aproximativ 94% (și o precizie de până la 99% cu corectarea automată activată).

Nu numai că această rată este semnificativ mai rapidă decât experimentele BCI anterioare (folosind lucruri precum tastaturile virtuale), dar este aproape la egalitate cu viteza de tastare a utilizatorilor de smartphone-uri din grupa de vârstă a bărbatului – care este de aproximativ 115 caractere sau 23 de cuvinte pe minut, cercetătorii. Spune.

„Am aflat că creierul își păstrează capacitatea de a prescrie mișcări fine la un deceniu întreg după ce corpul și-a pierdut capacitatea de a executa acele mișcări.” spune Willett.

„Și am învățat că mișcările complicate intenționate care implică schimbarea vitezei și traiectorii curbe, cum ar fi scrisul de mână, pot fi interpretate mai ușor și mai rapid de algoritmii de inteligență artificială pe care îi folosim decât mișcările intenționate mai simple, cum ar fi deplasarea unui cursor într-o linie dreaptă. calea cu viteză constantă.”

Practic, cercetătorii spun că literele alfabetice sunt foarte diferite una de cealaltă ca formă, astfel încât AI poate decoda intenția utilizatorului mai rapid pe măsură ce caracterele sunt desenate, în comparație cu alte sisteme BCI care nu folosesc zeci de intrări diferite în în același mod.

În ciuda potențialului acestei tehnologii, prima de acest fel, cercetătorii subliniază că sistemul actual este doar o dovadă a conceptului până acum, s-a dovedit că funcționează doar cu un singur participant, deci cu siguranță nu este un produs complet, viabil clinic. încă.

Următorii pași în cercetare ar putea include instruirea altor persoane pentru a utiliza interfața, extinderea setului de caractere pentru a include mai multe simboluri (cum ar fi majuscule), rafinarea sensibilității sistemului și adăugarea de instrumente de editare mai sofisticate pentru utilizator.

Mai este mult de făcut, dar am putea să ne uităm la o nouă dezvoltare interesantă aici, care să ofere posibilitatea de a comunica înapoi oamenilor care au pierdut-o.

„Rezultatele noastre deschid o nouă abordare pentru BCI și demonstrează fezabilitatea decodării cu precizie a mișcărilor rapide și distractive la ani de la paralizie.” scriu cercetătorii.

By Amrit

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *