"Исследователи разрабатывают новый интерфейс мозг-компьютер, предназначенный для улучшения жизни пациентов с ампутированными конечностями"
Люди, страдающие от травм или болезней нервной системы, иногда теряют способность выполнять задачи, которые обычно считаются сами собой разумеющимися, такие как ходьба, воспроизведение музыки или вождение автомобиля. Они могут представить эти действия, но травма делает движение невозможным.
Существуют системы интерфейса мозг-компьютер, которые могут преобразовывать сигналы мозга в желаемое действие для восстановления какой-либо функции, но они сложны и неудобны для использования, поскольку не всегда работают плавно и нуждаются в перенастройке для выполнения даже простых задач.
Исследователи из Университета Питтсбурга и Университета Карнеги-Меллона работают над пониманием того, как функционирует мозг при изучении задач с помощью технологии интерфейса мозг-компьютер. В серии статей, публикуемых в журнале Nature Biomedical Engineering, команда описывает продвижение вперед технологии интерфейса мозг-компьютер, предназначенной для улучшения жизни пациентов с ампутированными конечностями, которые используют нейронное протезирование.

Питтсбургский университет
Разработка технологий интерфейса
«Допустим, в течение рабочего дня вы планируете вечернюю поездку в продуктовый магазин. Этот план сохраняется где-то в вашем мозгу в течение дня, но, вероятно, не достигнет моторной коры, пока вы на самом деле не доберетесь до магазина. Мы разрабатываем технологии интерфейса мозг-компьютер, которые, надеюсь, однажды будут функционировать на уровне нашего повседневные намерения», – говорит Аарон Батиста, адъюнкт-профессор биоинженерии в Свансонской Школе Инженерии в Питтсбурге.
Аарон Батиста, научный сотрудник Эмили Оби и исследователи из Университета Карнеги-Меллона сотрудничают в разработке прямых путей от мозга к внешним устройствам. Они используют микроэлектроды, которые регистрируют нервную активность и делают ее доступной для алгоритмов управления.
В первом исследовании команды, опубликованном в июне прошлого года в PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), группа изучала, как меняется мозг в ходе обучения новым навыкам взаимодействия с компьютером.
«Когда субъекты формируют двигательное намерение, это вызывает паттерны активности на электродах, и мы отображаем их как движения на экране компьютера. Затем субъекты изменяют свои паттерны нейронной активности таким образом, чтобы вызывать движения, которые они хотят», – объясняет один из руководителей проекта Стивен Чейз, профессор биомедицинской инженерии в Институте нейронауки в Карнеги-Меллон.
Автокалибровка
В новом исследовании команда разработала технологию, при которой интерфейс мозг-компьютер непрерывно перестраивается в фоновом режиме, гарантируя, что система всегда находится в калибровке и готова к использованию.
Полученные данные свидетельствуют о том, что процесс овладения людьми новым навыком включает генерацию новых паттернов нейронной активности. В конечном итоге команда хотела бы, чтобы эта технология использовалась в клинических условиях для реабилитации после инсульта.
Процедуры автокалибровки были долгожданной целью в области нейронного протезирования, и метод, представленный в исследованиях команды, не требует от пользователя паузы для самостоятельной повторной калибровки системы.
Alan D. Degenhart, William E. Bishop, Emily R. Oby, Elizabeth C. Tyler-Kabara, Steven M. Chase, Aaron P. Batista, Byron M. Yu. Stabilization of a brain–computer interface via the alignment of low-dimensional spaces of neural activity. Nature Biomedical Engineering, 2020; DOI: 10.1038/s41551-020-0542-9
Возможность Вечности – информация о научных достижениях в области продления и улучшения качества жизни.
Ранее мы писали про новый класс вкусовых рецепторов – опсины, а также про то, как металлические поверхности борются с бактериями.
😆