Новый нейрокомпьютерный интерфейс помог визуализировать рукописный текст, о котором думал участник эксперимента.

Каждое наше действие сопровождается определённым рисунком мозговой активности, планомерным включением и выключением разных мозговых центров. Для речи, движения, письма есть свой особый нейронный цикл, запускающий эти процессы.

Нарушение проведения сигналов от мозга к мышцам (к примеру, из-за травмы) приводит к неспособности человека двигаться или говорить. Десятилетиями учёные работают над способами объединить активность мозга с компьютерным интерфейсом, который позволил бы исследователям понимать и лечить неврологические нарушения, а пациентам – общаться с внешним миром.

Новый интерфейс мозг-компьютер, разработанный учёными из Стэнфордского университета, даёт человеку возможность написать текст, пользуясь лишь силой мысли. Программа, оснащённая искусственным интеллектом, в паре с имплантируемыми в мозг электродами смогла "прочитать" мысли полностью парализованного человека и преобразовать их в рукописный текст.

Эта технология позволит миллионам парализованных людей по всему миру вновь поговорить с родными и взаимодействовать с обществом.

Предыдущая разработка авторов этой технологии расшифровала нейронную цепь, отвечающую за движения руки, что позволило парализованным людям двигать курсором и печатать на виртуальной клавиатуре. Однако такой способ оказался недостаточно быстрым: скорость печати составляла около 40 знаков в минуту (средняя скорость печати на клавиатуре – 190 знаков в минуту).

Чтобы увеличить скорость коммуникации, исследовательская группа обратилась к визуализации рукописного текста. Учёные надеются, что со временем и практикой люди смогут общаться таким способом так же быстро, как набирать сообщения на смартфоне.

Обновлённая техника позволила участнику исследования мысленно набирать текст со скоростью 90 знаков в минуту. Учитывая, что добровольцу на момент исследования было 65 лет, скорость его письма была немногим ниже, чем средняя скорость набора текстового сообщения пожилых людей (115 знаков в минуту на смартфоне).

Анимация "мысленного" письма.

Видео Frank Willett et al./Nature (2021).

Единственный участник исследования полностью парализован ниже шеи после спинномозговой травмы, случившейся в 2007 году. В 2016 году нейрохирург и соавтор этой работы Джейми Хендерсон (Jaimie Henderson) имплантировал в его мозг два небольших чипа. В каждом из них была сотня электродов, считывающих активность нейронов. Импланты были установлены в участок моторной коры головного мозга, контролирующий движения рук, что позволило учёным записать характер мозговой активности, связанной с письменной речью.

Ведущий автор этой работы Фрэнк Уиллетт (Frank Willett) планирует сосредоточиться именно на этом методе коммуникации и протестировать его с участием других парализованных добровольцев. Теоретически, со временем можно будет разработать специальный упрощённый язык, наподобие жестового, который ускорит такую "ментальную" коммуникацию.

Также исследователи отмечают, что подобную технику в будущем можно будет применять при травмах головного мозга, а также восстановлении после инсульта.

Пока что интерфейс, позволяющий человеку писать силой мысли, является серьёзным прорывом в области нейрокомпьютерной коммуникации. Однако учёные уже видят перед собой новые горизонты развития: настоящим достижением может стать интерфейс, способный расшифровать устную речь. То есть, в идеале, человек сможет лишь подумать о том, что он хочет сказать, и машина преобразует его мысль в слова.

"Очень непросто расшифровать устную речь с достаточной точностью и нужным объёмом словарного запаса, чтобы люди могли вести разговор на общие темы. Здесь гораздо более высокое отношение сигнал/шум, поэтому это гораздо сложнее передать на компьютер. Сейчас мы очень рады, что можем с высокой точностью расшифровать письменную речь. Каждая буква вызывает совершенно своеобразный рисунок мозговой активности", – объясняет профессор Уиллетт.

Исследование было опубликовано в издании Nature.

Напомним, ранее мы писали о российской системе, которая позволяет мысленно управлять компьютером и бытовыми приборами, а также о новой "соцсети", позволяющей обмениваться мыслями на расстоянии.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".

Подробнее читайте на vesti.ru ...