Имплантација на мозок со големина на хартија и вештачка интелигенција може да помогнат
Од Андрада Лутару, среда, 23 септември 2020 година, 19:00 часот Последно ажурирање во среда, 23 септември 2020 година, 07:08 часот
Истражувачите од институтот во Сан Франциско напредуваат во обидот да се изгради партнерство помеѓу два система за учење - мозокот и компјутерот - оној што ќе им даде на парализираните пациенти надеж дека повторно ќе можат да ги контролираат рацете и нозете.
Истражувачите од Институтот за неврологија во Сан Франциско Вајл, кои работат на мозок-контролиран протетски екстремитет (BCI - мозок-контролиран интерфејс), покажаа дека техниките за машинско учење му помогнале на лицето со парализа да научи да контролира компјутерски курсор користејќи активност. на мозокот, без да се бара обемна дневна активност како и во претходните интерфејси, забележува публикацијата Нановерк, специјализирана за нанотехнологија, гранка што, меѓу другото, се занимава со производство на мали, молекуларни уреди.
„Технологијата на БЦИ постигна значителен напредок во последниве години, но бидејќи постојните системи мораа да се ресетираат и рекалибрираат секој ден, тие не успеаја да влезат во природните процеси на учење на мозокот. Тоа е исто како да барате од некого да научи да вози велосипед одново и одново, почнувајќи од нула “, изјави водечкиот автор на студијата, карнуш Гангули, д-р, доктор, вонреден професор на Одделот за неврологија на UCSF. Нановерк.
„Адаптацијата на системот за вештачко учење да функционира непречено со софистицирани модели на долгорочно учење на мозокот е нешто што досега не е докажано кај лице со парализа“, додаде тој.
Електродни системи поставени на површината на мозокот
Постигнувањето на перформансите „приклучок и играње“ ја демонстрира вредноста на таканаречените низи со електроди ECoG за апликациите на BCI (интерфејс контролиран од мозок). ECoG матрицата содржи брис од електрода со големина на хартија, кој е хируршки поставен на површината на мозокот.
Тие овозможуваат стабилно долгорочно снимање на нервната активност и се одобрени за следење на нападот кај пациенти со епилепсија, објаснува Нановерк.
Во нивниот нов труд, објавен во Nature Biotechnology („Контрола со вклучување и игра на интерфејс мозок-компјутер со стабилизирање на нервната мапа“), тимот на Гангули ја документира употребата на низа електроди ECoG кај индивидуа со парализа на сите четири екстремитети. (квадриплегија).
Во овој труд, учесникот го користеше имплантот за да го контролира курсорот на компјутер на екранот.
Истражувачите развија алгоритам кој користи машинско учење за да одговара на мозочната активност снимена од електродите ECoG со посакуваните движења на курсорот од страна на корисникот.
Првично, истражувачите ја следеа стандардната практика на ресетирање на алгоритмот секој ден. Учесникот започна со замислување специфични движења на вратот и зглобот додека гледаше како се движи курсорот на екранот.
Постепено, алгоритмот на компјутерот се ажурираше за да одговара на движењата на курсорот со мозокот генерирана активност, ефикасно префрлувајќи ја контролата на курсорот кон корисникот.
„Ова го гледаме како обид за градење партнерство помеѓу два система за учење - мозокот и компјутерот - што на крајот ќе овозможи вештачкиот интерфејс да стане продолжение на корисникот, како што е неговата сопствена рака“, рече тој Гангули, практикуван невролог, според Нановерк.
Таквата непосредна изведба на „приклучок и играње“ на BCI одамна е цел на полето, но не беше на дофат на раката, бидејќи електродите што ги користат повеќето истражувачи имаат тенденција да се движат со текот на времето, менувајќи ги сигналите забележани од секоја електрода. Исто така, бидејќи овие електроди влегуваат во мозочното ткиво, имунолошкиот систем има тенденција да ги отфрли, постепено влијаејќи на нивниот сигнал, објаснува истиот извор.
Електродите ECoG се помалку чувствителни од овие традиционални импланти, но се чини дека нивната долгорочна стабилност го компензира овој недостаток. Стабилноста на записите на ECoG може да биде уште поважна за долгорочна контрола на посложени роботски системи, како што се вештачки екстремитети, клучна цел на следната фаза на истражувањето на Гангули, вели Нановерк.
„Отсекогаш сме биле свесни за потребата да дизајнираме технологија што не може да заврши во фиока, така да се каже, но тоа всушност го подобрува секојдневниот живот на парализираните пациенти“, рече Гангули. „Овие податоци покажуваат дека интерфејсите управувани од мозок засновани на ECoG можат да бидат основа на таквата технологија“, рече неврологот, според публикацијата.