МОСКВА, 20 января. /ТАСС/. Нейрофизиологи из США разработали новый нейроинтерфейс, позволяющий полностью парализованному человеку управлять движением беспилотника или любого другого объекта в виртуальном или реальном мире, представляя себе то, что он нажимает пальцами по кнопкам клавиатуры. Результаты первых опытов с этой технологией были представлены в статье в научном журнале Nature Medicine.
«Мы создали высокопроизводительный нейроинтерфейс, позволяющий паралитикам контролировать три независимых группы пальцев, что дает им возможность двигать виртуальными конечностями с четырьмя степенями свободы. Работа этой системы была успешно проверена с участием добровольца с полным параличом, который научился управлять движением квадрокоптера и облетать им препятствия при помощи нашего интерфейса», — говорится в исследовании.
Данная технология была создана группой американских нейрофизиологов под руководством профессора Стэнфордского университета (США) Джейми Хендерсона в качестве дополнения и альтернативы для уже созданных интерфейсов «мозг-компьютер», позволяющих парализованным людям управлять движением курсора мыши или одиночной руки-манипулятора. Как отмечают ученые, все эти технологии хорошо работают, однако они позволяют управлять движением лишь по одной или двум осям координат.
Американские нейрофизиологи разработали более удобный и интуитивный для пользователя нейроинтерфейс, способный одновременно считывать сигналы из большого числа нейронов и использовать их для управления своеобразной виртуальной «рукой», нажимающей на клавиши виртуальной клавиатуры при помощи трех наборов пальцев, движущихся в двумерном пространстве. Это позволяет инвалиду нажимать сразу на несколько клавиш одновременно, что необходимо для управления движением объектов в трехмерном пространстве.
Работу этой системы ученые проверили, заручившись поддержкой паралитика, в чью левую восходящую лобную извилину был имплантирован набор из 96 микроэлектродов. Ученые подключили их к специальному компьютеру, который анализировал поступающие сигналы при помощи нейросети и декодировал их в движения трех групп пальцев виртуальной руки добровольца. Для ускоренного обучения ученые создали виртуальную 3D-модель руки, которая наглядно показывает участнику эксперимента, какие движения совершают его виртуальные пальцы и на какие кнопки они нажимают.
Благодаря этому всего за неделю тренировок доброволец научился управлять движением всех трех групп пальцев и стал совершать несколько десятков нажатий клавиш в минуту. Этого оказалось достаточно для того, чтобы управлять полетом виртуального квадрокоптера в компьютерной игре, быстро облетать им препятствия и достигать заданных точек. Дальнейшее увеличение числа электродов в интерфейсе значительно ускорит его работу и расширит круг его возможных применений, подытожили профессор Хендерсон и его коллеги.
О нейроинтерфейсах.
За последние десять лет нейрофизиологи создали десятки различных киберпротезов, искусственных конечностей и органов чувств, которые можно подключать к головному или спинному мозгу человека и животных при помощи специальных систем, которые ученые называют нейроинтерфейсами. Эти системы дали пациентам возможность двигать кибернетической рукой, а также вернули им способность самостоятельно ходить.