Новый мозг-компьютерный интерфейс позволяет парализованным пользователям управлять планшетами мыслью

• С новым мозг-компьютерным интерфейсом парализованные пациенты могут эффективно взаимодействовать с коммерческими электронными устройствами.
• Они могут использовать различные приложения, просто думая о движении курсора и нажатии кнопок мыши.
• Они выполняли 22 «point-and-click» выбора в минуту, используя разные приложения.

Мобильные вычислительные устройства стали повсеместны и критически важной частью повседневной жизни, но они трудны для использования людьми с параличом. В Соединенных Штатах более 5 миллионов людей имеют разные типы паралича, ограничивающие их способность выполнять повседневные активности.

В таких состояниях, как БСЛ, пациенты могут в конечном счете потерять все способности (включая речь) для эффективного общения с окружением. До сих пор область ассистивных технологий очень помогла: она непрерывно улучшала функциональные возможности парализованных людей, чтобы они могли легко взаимодействовать с компьютерами общего назначения.

Недавно исследователи из Брауновского университета показали мозг-компьютерный интерфейс, который позволяет инвалидам напрямую управлять планшетным устройством, просто думая о указании и нажатии мыши. Исследователи провели эксперимент, в котором 3 участника с параличом смогли делать покупки онлайн, общаться с семьей и использовать другие планшетные приложения.

Как работает интерфейс BrainGate?

Консорциум BrainGate уже годами работает над улучшением нейроинженерии и нейробиологии для помощи парализованным людям (которые потеряли моторные способности от травмы или болезни) управлять электронными устройствами, просто думая о движении своих рук.

Мозг-компьютерный интерфейс захватывает нейронную активность с помощью крошечного сенсора, помещенного в моторную кору. Нейронные сигналы затем декодируются и передаются на внешнее оборудование. Годами ученые использовали похожие техники, чтобы позволить инвалидам управлять их роботизированными руками и конечностями.

a) Схема установки b) Временная линия задачи с дня трал 124 | По предоставлению исследователей

До сих пор мозг-компьютерные интерфейсы, основанные на электроэнцефалографии, показывали контроль орфографии, игр, рисования и веб-серфинга, но они не смогли обеспечить общий контроль электронного устройства вроде коммерческого смартфона или планшета.

Источник: PLOS | doi:10.1371/journal.pone.0204566 | Брауновский университет

В этом эксперименте нейронные сигналы, извлеченные из интерфейса, передавались на Bluetooth-интерфейс, спроектированный для работы как беспроводная мышь. Эта виртуальная мышь затем подключалась к планшету Nexus 9, и трое парализованных участников были попрошены выполнить специфические задачи.

Результаты

Три участника с тетраплегией имели мультиэлектродные массивы, прикрепленные к моторной коре как часть внутрикорковой мозг-компьютерный интерфейс для управления планшетным устройством. У двоих из них был БСЛ — прогрессирующее моторное нейронное заболевание, вызывающее смерть нейронов, контролирующих волюнтарные мышцы. В то время как у 3-го участника была спинномозговая травма.

Все участники смогли навигировать через несколько приложений, включая музыкальный стриминг, чат, почту и социальные сети. Они прокручивали новостной агрегатор, браузили стриминговый сервис, искали контент на YouTube и составляли чаты и письма.

По предоставлению исследователей

Они выполняли 22 «point-and-click» выбора в минуту, используя различные приложения. В текстовых приложениях они смогли печатать со скоростью 30 символов в минуту через текстовые интерфейсы.

Хотя продвинутые функции курсора вроде мультитача, жестов и клик-зажатия не были внедрены в этом исследовании, авторы были в восторге от того, как быстро все участники использовали интерфейс для исследования своих интересов и хобби.

Читайте также: Первый мозг-к-мозг интерфейс позволяет 3 людям делиться мыслями напрямую в головы друг друга

Исследование также имеет потенциал открыть новые двери для коммуникаций между провайдерами здравоохранения и пациентами с серьезными неврологическими расстройствами. Это может дополнительно улучшить взаимодействие и понимание между пациентами и опекунами.