Управляемые мозгом роборуки помогли паралитику разрезать пирожное

Johns Hopkins APL

Американские исследователи научили парализованного пациента управлять роборуками с помощью считывания активности его моторной коры через имплантированные микроэлектроды. Мужчина смог поднести руки с вложенными в них приборами к тарелке с пирожным, разрезать его и поднести отрезанный кусок ко рту. Кратко о разработке рассказывается на сайте Университета Джонса Хопкинса.

Один из самых эффективных способов взаимодействия с окружающим миром для парализованных людей — нейрокомпьютерные интерфейсы: если моторные отделы головного мозга остались нетронутыми, считываемые с них сигналы можно использовать, например, для управления компьютером (одну из таких систем два года назад показали американские исследователи). Чаще всего, однако, речь идет о выполнении каких-то простых действий вроде передвижения курсора или нажатия на клавиши, хотя некоторые исследовательские группы активно пытаются сделать и такие интерфейсы, которые бы позволили управлять внешними манипуляторами — протезами и роборуками. 

К примеру, два года назад исследователи из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса под руководством Франческо Теноре (Francesco Tenore) имплантировали в область сенсомоторной коры мозга Роберта Хмилевски (Robert Chmielewski), пациента с параличом всех конечностей, пластины из 96 микроэлектродов, которые позволяют не только считывать моторные сигналы, но и стимулировать сенсорную кору. С помощью них исследователи планировали научить Хмилевски пользоваться двумя роборуками — причем не только управлять ими, но и ощущать то, к чему роборуки прикасаются.

Тогда Хмилевски удалось научиться двигать роборуками чуть меньше чем за год, а сейчас он уже успел освоить и более точные действия — справляться с ножом и вилкой. Считывая сигналы с моторной коры, компьютер посылает их в роборуки — так ими можно двигать и даже регулировать, например, размер куска, который надо отрезать, перенося нож ближе или дальше.


Подробностей о том, как именно работает интерфейс, известно очень мало, но обычно подобные устройства работают на основе алгоритма, который учится считывать и распознавать активность, которая появляется в ответ на представление определенного действия, и использовать ее далее для управления роборукой. Исследователи также уточнили, что при управлении роборуками Хмилевски получает определенный сенсорный ответ (посредством стимуляции сенсорных отделов), что позволяет ему эффективнее взаимодействовать со средой.

Чаще всего использование подобных нейроинтерфейсов требует инвазивной стимуляции  — для этого приходится имплантировать электроды прямо в головной мозг. Пару месяцев назад австралийские ученые обошли это ограничение, научившись вводить микроэлектроды через вену.

Елизавета Ивтушок

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.