Современные интерфейсы «мозг-компьютер» (BCI, brain-computer interface) помогают людям с параличом выполнять базовые действия, такие как приём пищи или набор текста. Однако жизнь не ограничивается этими задачами. Новый уникальный BCI вышел за рамки повседневных функций, позволив мужчине управлять виртуальным дроном, просто думая о движении пальцев.
Как это работает?
Различные BCI фиксируют электрическую активность мозга, связанную с мыслями о движении определённых частей тела. Например, если парализованный человек представляет, что поднимает руку, система распознаёт соответствующий нейронный сигнал и выполняет нужное действие, например, активирует роботизированную руку.
До сих пор такие интерфейсы в основном использовались для решения повседневных задач – поднятия еды ко рту или выбора букв на экране для общения. Однако учёные подчёркивают, что важную роль играют и развлекательные возможности, помогающие людям общаться и вести активную жизнь.
Прорыв в области BCI
Новый интерфейс был разработан в рамках проекта BrainGate2 специалистами Стэнфордского, Райсского и Брауновского университетов (США). В отличие от неинвазивных систем, работающих через электроды на коже головы, этот BCI требует хирургической имплантации двух массивов электродов в моторную кору головного мозга.
Эти импланты фиксируют активность нейронов, отвечающих за тонкую моторику пальцев. Провода от них соединены с устройством на черепе, которое подключается к компьютеру, анализирующему сигналы.
В ходе эксперимента 69-летний человек с тетраплегией управлял виртуальным квадрокоптером, проходя через препятствия в цифровом пространстве. Выбор задачи был неслучайным – участник тестирования увлекался авиацией.
Для контроля дрона он мысленно делил свою правую руку на три зоны:
- Движение большого пальца вверх, вниз, влево и вправо управляло направлением полёта.
- Поднятие и сгибание указательного и среднего пальцев регулировало высоту.
- Манипуляции безымянным и мизинцем заставляли дрон поворачиваться.
За девять тренировочных сессий (по 2–5 часов каждая) мужчина научился управлять дроном с высокой точностью, сочетая движения и выполняя сложные манёвры. Он не испытывал усталости и даже просил больше времени для «полётов».
По словам профессора Стэнфордского университета Джейми Хендерсона, соавтора исследования, часто внимание сосредотачивается на базовых функциях – питании, передвижении, самообслуживании. Однако не менее важны и социальные аспекты: возможность играть, взаимодействовать с друзьями и получать удовольствие от жизни.
Исследование опубликовано в журнале Nature Medicine.
