Универсальный интерфейс «мозг-компьютер» позволяет людям мысленно управлять компьютером без индивидуальной настройки

Существующие устройства «мозг-компьютер», которые призваны помочь улучшить жизнь людей с двигательными нарушениями, требуют тщательной калибровки для каждого пользователя — мозг каждого человека индивидуален, как у здоровых, так и у людей с ограниченными возможностями. Это стало серьезным препятствием для  их массового внедрения.

Учёные Техасского университета в Остине включили возможности машинного обучения в свой интерфейс «мозг-компьютер», что сделало его универсальным решением. Новое решение позволяет быстро понять потребности отдельного субъекта и выполнить самокалибровку посредством повторения. Это означает, что несколько пациентов могут использовать устройство без необходимости индивидуальной настройки.

Результаты научной работы опубликованы в PNAS Nexus.

В процессе исследования испытуемые носили головные уборы с электродами, подключенными к компьютеру. Электроды собирают данные, измеряя электрические сигналы мозга, а декодер интерпретирует эту информацию и преобразует ее в игровое действие.

Работа научной группы над интерфейсами «мозг-компьютер» помогает пользователям направлять и укреплять пластичность нейронов, способность мозга меняться, расти и реорганизовываться с течением времени. Эти эксперименты призваны улучшить работу мозга пациентов и использовать устройства, управляемые интерфейсами «мозг-компьютер», чтобы облегчить их жизнь.

В данном эксперименте действия были двоякими: игра в автомобильные гонки в сочетании с более простой задачей по балансировке левой и правой сторон цифровой панели. Эксперт был обучен разработке «декодера» для более простой задачи, на основе которой интерфейс преобразовывал мозговые волны в команды. Декодер служил основой для других пользователей и позволял избежать длительного процесса калибровки. Декодер работал достаточно хорошо, и испытуемые одновременно обучались балансировке цифровой панели и более сложной игре в автогонки, которая требовала думать на несколько шагов вперед, чтобы совершить манёвр.

Исследователи назвали эту работу основополагающей, поскольку она закладывает основу для дальнейших инноваций в области интерфейса «мозг-компьютер». В этом проекте приняли участие 18 испытуемых без двигательных нарушений. В дальнейших исследованиях учёные планируют проверить это на людях с двигательными нарушениями, чтобы применить технологию к более крупным группам в клинических условиях.

Команда продолжают работать над инвалидной коляской, которой пользователи смогут управлять с помощью интерфейса «мозг-компьютер». На конференции и фестивалях South by Southwest в этом месяце исследователи продемонстрировали еще одно потенциальное использование технологии, управляя двумя роботами, занимающимися реабилитацией кисти и предплечья. Это направление, куда эта технология может пойти в будущем. Несколько человек вызвались добровольцами и сумели управлять роботами, управляемыми мозгом, за считанные минуты.

Источник