Инвалидная коляска переведет мысли пользователя в механические команды
С помощью интерфейса мозг-компьютер люди с параличом смогут управлять своими инвалидными колясками силой мысли. Нейрокомпьютерный интерфейс позволяет пользователям свободно перемещаться по естественной среде с препятствиями после тренировки. О своей разработке в журнале iScience рассказали американские исследователи.
«Мы показали, что взаимное обучение как пользователя, так и алгоритма интерфейса мозг-компьютер необходимо, чтобы как можно более эффективно управлять такими инвалидными колясками. Наше исследование должно помочь этой неинвазивной технологии быстрее выйти в клинику», — отмечают авторы работы.
В работе приняли участие трое пациентов с тетраплегией. В течение длительного времени они носили шапочки для проведения электроэнцефалографии (ЭЭГ). Активность их мозга, которая регистрировалась с помощью ЭЭГ, далее преобразовывалась в механические команды для инвалидных колясок через нейрокомпьютерный интерфейс.
Во время обучения участников просили контролировать направление движений инвалидной коляски, думая о перемещении частей своего тела.
Credit: Luca Tonin
На первой тренировке у всех трех пациентов достигался одинаковый уровень контроля — ответы устройства совпадали с мыслями примерно в 43-55% случаев. В ходе обучения команда разработчиков интерфейса мозг-компьютер отметила значительное улучшение точности у одного из участников, который к концу обучения достиг показателя контроля более 95%.
К концу тренинга всех испытуемых попросили проехать на своих инвалидных колясках по больничной палате, в которой специально были созданы препятствия в виде перегородок и больничных коек, установленных для имитации реальной обстановки. Двое участников выполнили задание, в то время как третий так и не смог добраться до финиша.
«Видимо, чтобы пользователь научился хорошо управлять инвалидной коляской с помощью силы мысли, которая позволяет ему выполнять относительно сложную повседневную деятельность, требуется определенный уровень нейропластичности в коре головного мозга», — предполагают исследователи.
Авторы подчеркивают роль долгосрочного обучения пользователей. Участник, показавший исключительные результаты в конце экспериментального периода, также испытывал трудности, как и другие испытуемые, на первых нескольких тренировках.
Далее команда хочет выяснить, почему один из участников не смог достигнуть успех при обучении. Они планируют провести более детальный анализ активности мозга всех пациентов, чтобы понять различия между ними и подумать о возможных вмешательствах для тех людей, которые также будут испытывать сложности в обучении.
Текст: Софья Королева
DOI: doi: 10.3389/feduc.2022.898071
Материал подготовлен в рамках совместного проекта с инфраструктурным центром «Нейронет». В нем мы освещаем мировые достижения в области нейротехнологий, нейроразвлечений и спорта, а также нейрообразования.