Нещодавні досягнення в технології інтерфейсів мозок-комп’ютер (ІМК) дозволили двом людям із майже повною паралізацією друкувати з такою самою швидкістю, як на смартфоні – до 22 слів за хвилину. Цей прорив, опублікований у журналі Nature Neuroscience, є значним кроком до відновлення практичної комунікації для тих, хто не може використовувати руки або мовлення.
Еволюція інтерфейсів Мозок-комп’ютер
Концепція декодування мозкових сигналів для керування зовнішніми пристроями походить від 1960-х років, коли вона вперше була продемонстрована на мавпах з використанням імплантів з одним електродом. Протягом десятиліть технологія ІМК розвивалася:
– У 2006 році BrainGate продемонстрував управління курсором та управління протезами кінцівок.
– Пізніше BrainGate удосконалив систему для набору тексту на віртуальній клавіатурі, хоч швидкість залишалася низькою.
– Інші дослідні групи вивчали пряме декодування з галузей мозку, пов’язаних із промовою.
** Ключовою проблемою більш ранніх систем була швидкість. ** Попередні методи набору тексту за допомогою мозку покладалися на вибір курсором, що робило їх набагато повільніше, ніж природний набір тексту руками. Цей новий підхід оминає це вузьке місце.
Як працює Нова Система
Дослідники з BrainGate навчили модель штучного інтелекту розпізнавати передбачувані рухи рук або пальців із прецентральної звивини, області мозку, що контролює рухові функції. Учасники намагалися рухати паралізованими кінцівками, доки ІІ передбачав відповідні літери на стандартній клавіатурі QWERTY. Система досягла швидкості 110 символів за хвилину (22 слова за хвилину) з низькою похибкою 1,6% в одного учасника. Другий учасник з паралізацією також продемонстрував функціональний, хоч і повільніший, набір тексту.
Це суттєве покращення порівняно з існуючими методами. Попередні системи ІМК досягали швидкості 18 слів за хвилину з вищою похибкою або 78 слів за хвилину з похибкою 25%.
Чому Важлива Швидкість
Дослідники наголошують, що швидкість комунікації – це не просто технічний показник. “Швидкість комунікації важлива, тому що участь у розмові має значення”, – говорить Деніел Рубін, співавтор дослідження. Для людей, які втратили як мовлення, так і функцію рук, ефективна комунікація має вирішальне значення для підтримки соціальних зв’язків та участі у житті суспільства. Альтернативні методи, такі як відстеження рухів очей, є занадто повільними для природної взаємодії.
Проблеми, що залишилися, і Майбутні Напрями
Незважаючи на прогрес, технологія стикається з обмеженнями:
– Дослідження проводилося лише з двома учасниками.
– Система потребує інвазивної операції на мозку для встановлення імпланту.
– Перед кожним використанням необхідне калібрування, подібно до настроювання музичного інструменту.
Більш широке питання полягає в тому, декодування з моторної кори або областей, пов’язаних з промовою, більш ефективно. Моторні сигнали легше декодувати, але області мови можуть забезпечити більш високу швидкість. Декілька компаній, включаючи Neuralink, Paradromics і Synchron, розробляють комерційні ІМК, хоча широке поширення залежить від подолання цих перешкод.
Ця технологія дає уявлення про майбутнє, де параліч більше не означає мовчання. Хоча необхідне подальше доопрацювання, продемонстрована швидкість і точність показують, що практичний набір тексту за допомогою мозку можна досягти.
