Благодаря вживленному чипу Neuralink обезьяна сыграла в компьютерную игру силой мысли

neuralink.com

Компания Илона Маска Neuralink показала обезьяну с имплантированным в моторную кору обоих полушарий головного мозга беспроводным устройством N1 Link, с помощью которого животное сумело силой мысли управлять курсором на экране компьютера во время игры в пинг-понг. Курсор смещался в ту или иную строну в зависимости от возникающего паттерна нейронной активности в моторной коре головного мозга животного. Об этом компания сообщила в своем блоге на сайте neuralink.com.

В 2020 году компания Илона Маска Neuralink продемонстрировала свинью с имплантированным в сенсорную кору головного мозга чипом, который фиксировал и по беспроводной связи в реальном времени передавал на компьютер соматосенсорные сигналы от мозга животного, исследующего окружающую среду. Чип помещался в область коры, которая обрабатывала тактильные ощущения от морды свиньи. Беспроводную версию чипа компания создала на основе представленного в 2019 аналогичного проводного устройства. Исследованием в этой области и разработкой интерфейса мозг-компьютер компания занялась, чтобы в конечном итоге позволить людям с параличом напрямую использовать свою нейронную активность для быстрого и легкого управления личными компьютерами и мобильными устройствами.

Теперь Neuralink вживила такое же беспроводное устройство, названное N1 Link, в головной мозг обезьянки по имени Пейджер, а точнее, в ту область моторной коры двух полушарий, которая отвечает за планирование и выполнение движений руками и кистями рук. Затем обезьянку научили с помощью джойстика играть на компьютере в пинг-понг за вкусную награду — банановый смузи.

Когда животное занято игрой, его моторные нейроны не активируются одинаково и одновременно, а модулируют свою активность в зависимости от характера движений рук обезьяны. Например, некоторые становятся более активными, когда животное поднимает руку вверх, а другие — при перемещении руки вниз, то же самое верно и для движений в правую и левую стороны. Регистрируемый всплеск электрической активности нейрона в ответ на некий стимул называют вызванным потенциалом, N1 Link автоматически обнаруживает эти электрические сигналы и каждые 25 миллисекунд передает по Bluetooth на компьютер, на котором запущено специальное программное обеспечение для декодирования. Используя эти данные, ученые создают математическую модель взаимосвязей между различными паттернами нейронной активности и характером движения, и на основе этой модели предсказывают направление и скорость предстоящего движения руки обезьяны, а далее используют эти прогнозы для управления в реальном времени движениями компьютерного курсора. И отключив джойстик ученые убедились, что Пейджер продолжает играть в любимую игру уже с помощью силы мысли или декодированной нейронной активности, но обезьяна по привычке все еще двигает джойстиком и своей рукой.

Обезьяны здоровы и не имеют двигательных нарушений, поэтому ученые могут калибровать декодер, сопоставляя паттерны нейронной активности с реальными движениями животного, однако использовать подобную ​​стратегию для людей с параличом невозможно. Ввиду чего на следующем этапе эксперимента джойстик полностью удалили, но Пейджер по-прежнему смог продолжать играть, и также обезьяна справилась с игрой, когда ее немного усложнили, увеличив скорость движения мячика. Авторы назвали эту игру мысленным пинг-понгом.


Как отмечает в своем блоге Neuralink, предыдущие исследования, проведенные консорциумом BrainGate, показали, что нейроны моторной коры остаются настроенными на движение даже у парализованных людей, и человеку достаточно лишь представить, как движется мышь по коврику или палец по ней, чтобы откалибровать декодер. А после парализованный человек может набирать электронные письма и текстовые сообщения, просматривать веб-страницы или делать все, что можно делать с помощью компьютера, просто думая о том, как он хочет, чтобы курсор перемещался. К этому Илон Маск в своем твите добавил, что N1 Link позволит парализованному человеку пользоваться смартфоном быстрее, чем это делает тот, кто использует большие пальцы.

Параллельно с этим консорциум BrainGate 30 марта этого года опубликовал исследование, в котором ученые представили отчет об успешном испытании в домашних условиях беспроводного интерфейса мозг-компьютер. Испытания прошли с участием двух мужчин с тетраплегией — возникшего из-за травмы спинного мозга нарушения или потери функций рук, туловища, ног и функций тазовых органов. Как и предположили исследователи Neuralink, ученые BrainGate смогли настроить работу системы, когда их испытуемые просто воображали, как совершают движение. Благодаря беспроводному устройству участники смогли пользоваться планшетным компьютером, чтобы просматривать веб-страницы и использовать несколько мобильных приложений.

А группа ученых из Университета Дьюка, применив возможности интерфейса мозг-компьютер, объединила между собой мозги трех обезьян в единую распределенную систему. Эта система обезьян смогла выполнять параллельно различные функции и синхронизировать свои усилия для достижения результатов без использования прямой коммуникации.

Екатерина Рощина

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.