Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Wszczepiane elektrody pomagają porozumiewać się sparaliżowanym pacjentom

ghost666 09 Nov 2021 11:21 285 0
  • Wszczepiane elektrody pomagają porozumiewać się sparaliżowanym pacjentom
    Mężczyzna sparaliżowany od szyi w dół z powodu urazu rdzenia kręgowego, którego doznał w 2007 roku, pokazał, że potrafi przekazywać swoje myśli dzięki systemowi implantów mózgowych, który tłumaczy jego wyimaginowane pismo odręczne na rzeczywisty tekst. Urządzenie – część wieloletniej współpracy badawczej o nazwie BrainGate – to interfejs mózg-komputer (BCI), który wykorzystuje sztuczną inteligencję (AI) do interpretowania sygnałów aktywności neuronowej generowanych podczas pisania odręcznego.

    W tym przypadku mężczyzna – nazwany w badaniu T5, który w czasie badania miał 65 lat – nie pisał, ponieważ jego ręka wraz ze wszystkimi kończynami była sparaliżowana od kilku lat. lat. Jednak podczas eksperymentu, o którym w tym roku doniesiono w Nature, mężczyzna skoncentrował się tak, jakby rzeczywiście pisał – faktycznie, myśląc o zrobieniu liter wyimaginowanym długopisem i papierem. Kiedy to robił, elektrody wszczepione w jego korę ruchową rejestrowały sygnały aktywności jego mózgu, które były następnie interpretowane przez algorytmy działające na zewnętrznym komputerze, dekodując wyimaginowane trajektorie pióra T5, który w myślach kreślił 26 liter alfabetu i niektóre podstawowe znaki interpunkcyjne.



    "Ten nowy system wykorzystuje zarówno bogatą aktywność neuronalną zarejestrowaną przez elektrody wewnątrzkorowe, jak i moc modeli językowych, które po zastosowaniu do zakodowanych w impulsach liter mogą tworzyć szybki i dokładny tekst" mówi pierwszy autor badania, Frank Willett, specjalista ds. protetyki neuronowej z Uniwersytetu Stanforda. Podobne systemy opracowane w ramach BrainGate od kilku lat transkrybują aktywność neuronową na tekst, ale wiele wcześniejszych interfejsów koncentrowało się na innych metaforach mózgowych do symbolizowania znaków, które należy pisać – takich jak pisanie metodą "wskaż i kliknij" za pomocą kursora komputerowego kontrolowanego przez umysł. Nie było jednakże wiadomo, jak dobrze neuronowe reprezentacje pisma ręcznego – szybsze i łatwiejsze dla pacjentów – mogą zostać zachowane w mózgu, ani jak dobrze mogą zostać wykorzystane do komunikacji z interfejsem mózg-komputer. W tym badaniu T5 pokazał, jak wiele może zaoferować wirtualny system pisma ręcznego dla osób, które straciły praktycznie wszystkie możliwości fizycznego poruszania się.

    Wszczepiane elektrody pomagają porozumiewać się sparaliżowanym pacjentom




    W testach mężczyzna był w stanie osiągnąć prędkość pisania do 90 znaków na minutę (około 18 słów na minutę), z dokładnością rozpoznawania około 94% (i do 99% z włączoną autokorektą). Tempo to jest nie tylko znacznie szybsze niż w poprzednich eksperymentach BCI (przy użyciu takich rzeczy jak wirtualne klawiatury), ale jest prawie takie samo, jak prędkość pisania na klawiaturze użytkowników smartfonów w grupie wiekowej mężczyzny – która wynosi około 115 znaków lub 23 słowa na minutę, zauważają naukowcy.

    "Nauczyliśmy się, że mózg zachowuje zdolność do wykonywania precyzyjnych ruchów całą dekadę po tym, jak organizm utracił zdolność wykonywania tych ruchów" mówi Willett. "I dowiedzieliśmy się, że skomplikowane, zamierzone ruchy, obejmujące zmieniające się prędkości i zakrzywione trajektorie, takie jak pismo odręczne, mogą być interpretowane łatwiej i szybciej przez algorytmy sztucznej inteligencji, których używamy, niż prostsze ruchy, takie jak przesuwanie kursora po linii prostej ścieżką ze stałą prędkością".

    Naukowcy twierdzą, że litery alfabetu bardzo różnią się od siebie kształtem, więc sztuczna inteligencja może szybciej dekodować intencje użytkownika w miarę rysowania znaków, w porównaniu z innymi systemami BCI, które nie wykorzystują dziesiątek różnych danych wejściowych w w ten sam sposób.

    Wszczepiane elektrody pomagają porozumiewać się sparaliżowanym pacjentom


    Pomimo potencjału tej technologii, naukowcy podkreślają, że obecny system jest jak dotąd tylko dowodem na działanie tej koncepcji, ponieważ wykazano, że działa tylko z jednym uczestnikiem, więc zdecydowanie nie jest to kompletny obraz systemu. Kolejne kroki mogą obejmować testy i szkolenie innych osób w zakresie korzystania z interfejsu, rozszerzenie zestawu znaków o więcej symboli (takich jak wielkie litery), dopracowanie czułości systemu i dodanie bardziej wyrafinowanych narzędzi edycyjnych dla użytkownika itp.

    Jak zauważają naukowcy, jest jeszcze wiele do zrobienia, ale możemy przyglądać się ekscytującemu rozwojowi, dającemu możliwość komunikowania się z ludźmi, którzy stracili ją nawet dawno temu. "Nasze wyniki otwierają nowe podejście do BCI i pokazują możliwość dokładnego dekodowania szybkich, zręcznych ruchów wiele lat po paraliżu" piszą naukowcy. "Wierzymy, że przyszłość wewnątrzkorowych BCI jest świetlana" podsumowują.

    Źródło: https://www.sciencealert.com/brain-implant-enables-paralyzed-man-to-communicate-thoughts-via-imaginary-handwriting

    Cool? Ranking DIY
    Kamery 3D Time of Flight - zastosowania w przemyśle. Darmowe szkolenie 16.12.2021r. g. 10.00 Zarejestruj się
    About Author
    ghost666
    Translator, editor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 wrote 10678 posts with rating 9001, helped 157 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2003 year.