ЭЭГ-технология позволила людям управлять роборукой одной лишь силой мысли

Всё больше исследований в последнее время учёные посвящают возможностям интерфейсов «мозг-компьютер». Роботизированные манипуляторы и искусственные конечности, которые подчиняются командам мозга, уже облегчили жизнь многим людям, страдающим от различных заболеваний или проходящим восстановление после травм.

ЭЭГ-технология позволила людям управлять роборукой
Важный плюс технологии на основе ЭЭГ: она не требует никаких хирургических вмешательств с целью вживления имплантатов

Новую разработку в этой сфере представила команда учёных из Университета Миннесоты. Исследователи создали собственную технологию обработки сигналов мозга, основанную на методе электроэнцефалографии (ЭЭГ) и машинном обучении.

Суть работы системы довольно проста: пациент надевает на голову специально разработанный высокотехнологичный шлем с 64 электродами и управляет роботизированной рукой благодаря преобразованию слабых токов головного мозга в машинное действие.

В ходе первых испытаний (которые проводились на здоровых людях) восьмерых добровольцев попросили примерить шлем и представить движения своих рук, но не задействовать их. Задача участников состояла в том, чтобы научиться управлять курсором на экране компьютера при надетой шапочке ЭЭГ. После того как добровольцы привыкли к такому управлению, к компьютеру подключили роботизированную руку.

Все участники эксперимента овладели манипулятором и выполнили поставленную задачу (их попросили дотянуться, захватить и переместить кубики на столе): в более чем 80% случаев они успешно фиксировали предмет и с 70%-ным успехом перемещали его в нужное место.

Как отмечают авторы работы, когда человек совершает какое-либо движение или даже только собирается это сделать, нейроны в двигательной зоне головного мозга генерируют слабые электрические импульсы. Когда же человек думает о следующем движении, в действие приходит новый блок нейронов. Именно они и дают «пищу» для работы системы.

Вероятно, самое сложное в процессе приспособления к устройству – правильно «сформулировать про себя» командный сигнал. Как только у пациента получится это сделать, он сможет одной лишь силой мысли приводить в движение роботизированную конечность и перемещать с её помощью предметы.

Авторы работы намерены усовершенствовать технологию: по словам руководителя группы инженеров Биня Хэ (Bin He), главная цель – создать полноценный управляемый мозгом протез, который крепился бы к телу человека. Такая технология помогла бы обрести относительную свободу движений людям с параличом, пациентам после травм позвоночника или инсульта.

Помимо перспективности Бинь отмечает ещё один важный плюс технологии на основе ЭЭГ: она не требует никаких хирургических вмешательств с целью вживления имплантатов, которые зачастую пугают пациентов. Кроме того, любая операция несёт определённые риски. Решение на основе ЭЭГ также имеет свои недостатки (пациент не может надеть шлем самостоятельно и к тому же кожу головы приходится смазывать специальным гелем), но оно, по крайней мере, никак не навредит здоровью.

Подробнее о разработке рассказывает научная статья, опубликованная в журнале Scientific Reports.

Автор: Юлия Воробьёва

Ссылка на источник