Исследователи из Института нейробиологии Калифорнийского университета в Сан-Франциско (США), ищущие пути создания управляемых мозгом протезов конечностей, показали, что благодаря методам машинного обучения парализованные могут устойчиво управлять компьютерным курсором силой мысли. От ежедневной калибровки, которая ранее считалась обязательным требованием при использовании инструментов такого рода, ученые решили отказаться.

Источник: ucsf.edu

В ходе экспериментов подушка из электродов размером с почтовую марку с помощью хирургического вмешательства помещалась на поверхность мозга испытуемого. Внесение изменений в конструкцию электродов позволило осуществлять длительную и стабильную запись нервной активность без потери сигналов, которая была характерна для ранее существовавших решений.

С помощью внедренного имплантата пациент пытался управлять компьютерным курсором на экране. В новом алгоритме, разработанном исследователями, сопоставление мозговой активности, регистрируемой электродами, с желаемыми движениями курсора осуществлялось с использованием методов машинного обучения. Участник начинал с воображаемых движений шеи и запястья, наблюдая за перемещением курсора по экрану. В дальнейшем алгоритм обновлялся в соответствии с изменением мозговой активности человека, что способствовало улучшению достигнутых результатов. Со временем участник смог усилить воздействовавшие на курсор шаблоны нейронной активности, одновременно ослабляя менее эффективные сигналы. Когда после нескольких недель экспериментов интерфейс был сброшен, мозг быстро восстановил ранее созданные шаблоны нейронной активности, оперативно вернув алгоритм в его прежнее состояние. В конечном итоге появилась возможность ежедневно начинать использовать мозговой интерфейс вообще без какой-либо калибровки.

Применявшиеся исследователями новые массивы электродов обладают меньшей чувствительностью по сравнению с традиционными имплантатами, но зато отличаются гораздо более высокой стабильностью, что в перспективе должно помочь наладить управление более сложными роботизированными системами, в том числе и протезами.