Технологія дозволяє мозковому сигналу керувати комп’ютером

Використовуючи лише мозкові сигнали, учасники нового дослідження змогли запропонувати екрану комп’ютера відобразити конкретне зображення на свій вибір.

"Випробувані змогли використати свої думки, щоб замінити зображення, які вони бачили на екрані комп'ютера", - сказав провідний автор дослідження Іцхак Фрід, доктор медичних наук, професор, професор нейрохірургії в Каліфорнійському університеті, Лос-Анджелес.

Під час дослідження мозок добровольців був підключений до комп’ютера, який показував два перекриваються зображення. Потім, використовуючи мозкові сигнали, передані на комп’ютер із відносно невеликої кількості клітин мозку, учасники змогли змусити комп’ютер відображати одне із зображень, а друге відкидати.

Учасниками дослідження були 12 епілептиків, яким в мозок імплантували крихітні дроти для контролю нападів. Ці записи зазвичай використовуються для визначення областей мозку, відповідальних за напади. У цьому дослідженні дроти були поміщені в медіальну скроневу частку, область, пов’язану з пам’яттю та здатністю ідентифікувати складні зображення, такі як обличчя.

Коли їхні мозкові сигнали передавались на комп’ютер, учасники переглядали дві об’єднані картинки на екрані комп’ютера, на кожній із яких був знайомий об’єкт, місце, людина чи тварина. Потім дослідники сказали волонтерам подумки вибрати одне зображення і зосередитись на ньому, поки це зображення не стане повністю видимим, а інше зображення не зникне.

Дивно, але для дослідження потрібно було лише чотири клітини скроневої частки. Попередні дослідження показали, що кожна окрема клітина в цьому відділі мозку буде посилати імпульси з більшою швидкістю, коли вона віддає перевагу певному зображенню. Наприклад, одна конкретна клітина скроневої частки може реагувати на фотографію Мерилін Монро, тоді як інша може реагувати на Майкла Джексона. Обидва ці обличчя знаменитостей були використані під час дослідження.

"Чудові аспекти цього дослідження полягають у тому, що ми можемо сконцентрувати свою увагу, щоб зробити вибір, модулюючи так мало клітин мозку, і що ми можемо навчитися контролювати ці клітини дуже швидко", - сказала Дебра Бабкок, доктор філософії, директор програми в Національному інституті неврологічних розладів та інсульту (NINDS).

У дослідженні наголошується на технологічних стрибках, що досягаються в процесі розробки інтерфейсу мозок-комп'ютер (BCI) - пристроїв, що дозволяють людям керувати комп'ютерами чи іншими інструментами за допомогою своїх думок. ІМК дають великі обіцянки для паралізованих людей, які зможуть спілкуватися або контролювати протези кінцівок за допомогою апаратів.

Однак для цього дослідження технологія BCI була використана як засіб для з’ясування того, як мозок обробляє інформацію, і для кращого розуміння того, як думки та вибір пов’язані із спільною діяльністю окремих клітин мозку.

Цю гру група провела майже 900 разів, і учасники успішно домоглися, щоб комп’ютер показував цільове зображення 70 відсотків часу. Здавалося, добровольці встигали дуже швидко і часто досягали успіху з першої спроби.

"Це нове та елегантне використання інтерфейсу мозок-комп'ютер для вивчення того, як мозок спрямовує увагу та робить вибір", - сказав Бабкок.

Дослідження опубліковано в журналі Природа і фінансувався частково Національним інститутом неврологічних розладів та інсульту (NINDS) та Національним інститутом психічного здоров’я (NIMH), що входять до складу NIH.

Джерело: Національний інститут охорони здоров’я