Керовані мозком роборуки допомогли паралітику розрізати тістечко

Американські дослідники навчили паралізованого пацієнта керувати роборуками за допомогою зчитування активності його моторної кори через імплантовані мікроелектроди. Чоловік зміг піднести руки з вкладеними в них приладами до тарілки з тістечком, розрізати його і піднести відрізаний шматок до рота. Коротко про розробку розповідається на сайті Університету Джонса Хопкінса.

Один з найефективніших способів взаємодії з навколишнім світом для паралізованих людей - нейрокомп'ютерні інтерфейси: якщо моторні відділи головного мозку залишилися недоторканими, зчитувані з них сигнали можна використовувати, наприклад, для управління комп'ютером (одну з таких систем два роки тому показали американські дослідники). Найчастіше, однак, мова йде про виконання якихось простих дій на кшталт пересування курсора або натискання на клавіші, хоча деякі дослідницькі групи активно намагаються зробити і такі інтерфейси, які б дозволили керувати зовнішніми маніпуляторами - протезами і роборуками.

Наприклад, два роки тому дослідники з Лабораторії прикладної фізики Університету Джонса Хопкінса під керівництвом Франческо Теноре (Francesco Tenore) імплантували в область сенсомоторної кори мозку Роберта Хмілевскі (Robert Chmielewski), пацієнта з паралічем всіх кінцівок, пластини з 96 мікроелектродів, які дозволяють тільки мотяти. За допомогою них дослідники планували навчити Хмілевські користуватися двома роборуками - причому не тільки керувати ними, але і відчувати те, до чого роборуки торкаються.

Тоді Хмілевскі вдалося навчитися рухати роборуками трохи менше ніж за рік, а зараз він вже встиг освоїти і більш точні дії - справлятися з ножем і виделкою. Зчитуючи сигнали з моторної кори, комп'ютер посилає їх у роборуки - так ними можна рухати і навіть регулювати, наприклад, розмір шматка, який треба відрізати, переносячи ніж ближче або далі.

Подробиць про те, як саме працює інтерфейс, відомо дуже мало, але зазвичай подібні пристрої працюють на основі алгоритму, який вчиться зчитувати і розпізнавати активність, яка з'являється у відповідь на подання певної дії, і використовувати її далі для управління роборукою. Дослідники також уточнили, що при управлінні роборуками Хмілевські отримує певну сенсорну відповідь (за допомогою стимуляції сенсорних відділів), що дозволяє йому ефективніше взаємодіяти з середовищем.

Найчастіше використання подібних нейроінтерфейсів вимагає інвазивної стимуляції - для цього доводиться імплантувати електроди прямо в головний мозок. Кілька місяців тому австралійські вчені обійшли це обмеження, навчившись вводити мікроелектроди через вену.