Interfejsy komputerowe sterowane mózgiem właśnie zyskały ulepszenie o wysokiej przepustowości

Interfejsy mózg-komputer używane w badaniach klinicznych zwykle wykorzystywały niezdarne kable do łączenia się z matrycami czujnikowymi w ludzkich mózgach, dzięki czemu komputery mogą dekodować sygnały neurologiczne i przesyłać je do urządzeń zewnętrznych – ponieważ interfejsy bezprzewodowe zaniedbują niuanse wierności na poziomie poszczególnych neuronów. Ale to się wkrótce zmieni.

Uczestnicy badań klinicznych BrainGate cierpiący na tetraplegię – chorobę, w której ludzie nie są w stanie poruszać dolną i górną częścią ciała – z powodzeniem zademonstrowali zastosowanie wewnątrzkorowego bezprzewodowego interfejsu mózg-komputer za pośrednictwem zewnętrznego bezprzewodowego nadajnika, zgodnie z niedawnymi badaniami. opublikowane w czasopiśmie Transakcje IEEE dotyczące inżynierii biomedycznej.

I co najważniejsze: system przenosił aktywność mózgu do pojedynczego neuronu.

Bezprzewodowy interfejs komputerowy sterowany mózgiem prawie dorównuje interfejsom przewodowym

Interfejsy mózg-komputer (BCI) to nowa i pojawiająca się technologia wspomagająca, która może pomóc osobom z typem paraliżu na ekranach komputerów lub kontrolować robotyczne protezy kończyn za pomocą samych myśli – przenosząc neurologiczny zamiar ruchu ciała na działanie cyfrowe lub robotyczne. Nowy system może przekazywać sygnały mózgowe do rozdzielczości pojedynczych neuronów, z pełną wiernością szerokopasmową, bez konieczności stosowania fizycznych uwięzi.

Zwykłe połączenia kablowe zastąpiono małym nadajnikiem o maksymalnej długości około 2 cali (5,08 cm) i wadze nieco ponad 1,5 uncji (42 g). Urządzenie mocuje się na czubku głowy użytkownika i łączy się z układem elektrod umieszczonym w korze motorycznej mózgu przez ten sam port, który był używany we wcześniejszych systemach wymagających dużej ilości przewodów.

W badaniu wzięło udział dwóch uczestników badania klinicznego cierpiących na paraliż. Użyli systemu BrainGate wyposażonego w bezprzewodowy nadajnik do skutecznego wskazywania, klikania i pisania na zwykłym tablecie. Naukowcy udowodnili, że ten system bezprzewodowy przesyłał sygnały z niemal taką samą wiernością jak systemy przewodowe, bez poświęcania szybkości pisania lub dokładności wskaż i kliknij.

Nowo przetestowany bezprzewodowy system BCI toruje drogę do nowych badań neuronaukowych

„Wykazaliśmy, że ten system bezprzewodowy jest funkcjonalnym odpowiednikiem systemów przewodowych, które od lat stanowią złoty standard w wydajności BCI” – powiedział adiunkt inżynierii John Simeral z Brown University (BU), który jest również członkiem Konsorcjum badawcze BrainGate i był głównym autorem nowego badania w wpis na blogu BU. „Sygnały te są nagrywane i przesyłane z odpowiednio podobną wiernością, co oznacza, że ​​możemy używać tych samych algorytmów dekodowania, co w przypadku sprzętu przewodowego”.

„Jedyna różnica polega na tym, że ludzie nie muszą już być fizycznie przywiązani do naszego sprzętu, co otwiera nowe możliwości w zakresie wykorzystania systemu” – dodał Simeral.

Naukowcy twierdzą, że chociaż jest to wczesny krok, stanowi to krytyczny krok w kierunku ważnego punktu odniesienia w badaniach BCI: systemu wewnątrzkorowego w pełni zdolnego do wszczepienia implantu, umożliwiającego przywrócenie niezależności osobom, które utraciły naturalną zdolność ruchu ciała. Urządzenia bezprzewodowe o niższej przepustowości istnieją już od jakiegoś czasu, ale to nowe urządzenie jest pierwszym, które przesyła pełne spektrum sygnałów, które zwykle obserwujemy w zapisie czujnika wewnątrzkorowego. Dzięki tak szerokopasmowym sygnałom bezprzewodowym otwierają się nowe drzwi do badań klinicznych i podstawowej neuronauki, ponieważ przewodowe BCI znacznie ograniczają potencjał naukowy i terapeutyczny.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *