Функционирующий мозг полностью парализованного человека оказывается в страшной ловушке, работая внутри неподвижного тела. Но за последнее время было разработано большое количество интерфейсов "мозг-компьютер", которые позволяют парализованным людям отвечать на вопросы, не совсем полноценно, но всё же общаться с миром и даже управлять экзоскелетом.
Теперь же исследователи, работающие в рамках международного консорциума BrainGate, разработали способ, позволяющий парализованным людям быстро печатать текст при помощи силы мысли. Отмечается, что новый способ позволяет набирать текст быстрее, чем когда-либо ранее.
Да, многие скажут, что идея использования силы мысли в управлении курсором на экране не нова. Но, как уверяют специалисты, предыдущие технологии не были достаточно совершенными, чтобы их можно было применять в жизни. Метод, разработанный специалистами BrainGate, может исправить ситуацию.
Как и ранее в этом случае курсор перемещается благодаря непосредственному контролю мозга, то есть никакого физического нажатия клавиш на клавиатуре не требуется.
"В исследовании сообщается о высокой скорости и точности печати. И его показатели превосходят показатели других систем. Мы приближаемся к той скорости, с какой обыкновенной человек может набирать текст на мобильном телефоне", — говорит один из авторов исследования Кришна Шеной (Krishna Shenoy).
Отмечается, что прогресс был достигнут благодаря двум составляющим. Во-первых, не обошлось без имплантата. Сегодня многие устройства интерфейсов "мозг-компьютер" помешаются на кожу головы или на поверхность мозга, но новая система используют другой метод.
Хирурги имплантируют устройства в мозг, где 100 электродов считывают электрическую активность нервных клеток в моторных областях коры головного мозга. Последние ответственны за управление движениями.
Устройство, названное BrainGate Neural Interface System, представляет собой крошечный кремниевый чип и электроды, проникающие в мозг на глубину в несколько миллиметров.
Электроды улавливают сигналы, исходящие от отдельных клеток головного мозга, и отправляют данные по кабелю, закреплённому на черепе (как на картинке ниже).
Вторая важная составляющая интерфейса – алгоритмы, обрабатывающие собранные электродами данные. Они принимают сигналы и преобразуют их в конкретные действия (в данном случае речь идёт о перемещении курсора по экрану компьютера и нажатии на необходимые виртуальные клавиши с буквами).
Систему уже испытали на трёх людях. Двое из них страдают боковым амиотрофический склерозом. (Ранее мы рассказывали, что пациентам с таким диагнозом удалось ответить на вопросы и даже "рассказать", что жизнь прекрасна и в таком состоянии). Ещё один участник эксперимента – человек, получивший травму спинного мозга в результате несчастного случая.
Каждому из добровольцев имплантировали в мозг один или два набора электродов. Сигналы передавались на компьютер по кабелю, а алгоритмы преобразовывали их в команды. Например, когда человек думал о перемещении курсора влево, он сдвигался влево.
Все пациенты прошли минимальное обучение и затем использовали систему для набора текста: максимально им удалось создавать по восемь слов в минуту (то есть набирать до 39 символов в минуту). Это лучший результат среди подобных систем, описанных ранее.
"Успех нашего исследования знаменует собой важную веху на пути к улучшению качества жизни парализованных людей", — говорит профессор нейрохирургии Джейми Хендерсон (Jaimie Henderson), участвовавший в исследовании.
Команда разработчиков нового интерфейса в будущем хочет сделать систему ещё более эффективной, неинвазивной и полностью беспроводной, что ещё больше облегчит использование системы.
Результаты исследования опубликованы в журнале eLIfe.
Добавим, что ранее пациент с синдромом запертого человека смог пообщаться с родственниками, а ещё одна технология позволила паралитикам общаться при помощи дыхания.
Что касается других достижений в этой области, то также проект "Вести.Наука" сообщал о том, что беспроводные имплантаты обманули рефлексы и позволили парализованным макакам вновь начать ходить, и о том, как парализованный человек впервые почувствовал прикосновение.
