Computerul care citește gânduri poate funcționa și wireless: ce scop are cea mai nouă invenție

Interfețele creier-computer (BCI) sunt o tehnologie de asistență emergentă, care permit persoanelor cu paralizie să scrie pe ecranele computerului sau să manipuleze proteze robotice doar gândindu-se la mișcarea propriilor corpuri.

De ani de zile, BCI utilizate în studiile clinice au necesitat cabluri pentru a conecta matricea de detectare din creier la computerele care decodează semnalele și le folosesc pentru a conduce dispozitive externe.

Acum, pentru prima dată, participanții la studiile clinice BrainGate cu tetraplegie au demonstrat utilizarea unui BCI wireless intracortical cu un transmițător wireless extern, conform site-ului companiei. 

Interfața creier-computer îi ajută pe oamenii cu paralizie

Sistemul este capabil să transmită semnale cerebrale la rezoluție cu un singur neuron și cu fidelitate completă în bandă largă, fără a lega fizic utilizatorul de un sistem de decodare. Cablurile tradiționale sunt înlocuite de un mic transmițător de aproximativ 5 centimetri, în cea mai mare dimensiune, și cântărind puțin peste 42 de grame. Unitatea se află deasupra capului unui utilizator și se conectează la un set de electrozi din cortexul motor al creierului, utilizând același port folosit de sistemele cu fir.

Pentru un studiu publicat în IEEE Transactions on Biomedical Engineering, doi participanți cu paralizie au folosit sistemul BrainGate cu un transmițător wireless pentru a indica, face click și tasta pe o tabletă standard. Studiul a arătat că sistemul wireless a transmis semnale cu aproape aceeași fidelitate ca și sistemele cu fir, iar participanții au obținut o precizie și o viteză de tastare similare.

„Am demonstrat că acest sistem wireless este echivalent din punct de vedere funcțional cu sistemele cablate care au fost standardul de aur în performanța BCI de ani de zile”, a declarat John Simeral, profesor asistent de inginerie la Universitatea Brown, membru al BrainGate, dar și autorul principal al studiului. „Semnalele sunt înregistrate și transmise cu o fidelitate similară, ceea ce înseamnă că putem folosi aceiași algoritmi de decodare pe care i-am folosit cu echipamentele cu fir. Singura diferență este că oamenii nu mai trebuie să fie legați fizic de echipamentul nostru, ceea ce deschide noi posibilități asupra modului în care sistemul poate fi utilizat”.

Cum a decurs studiul

Cercetătorii spun că studiul reprezintă un pas important către un obiectiv major în cercetarea BCI. Acesta este primul dispozitiv care transmite întregul spectru de semnale înregistrate de un senzor intracortical. Acest semnal wireless permite cercetarea clinică și neuroștiința umană de bază, care este mult mai dificil de realizat cu interfețele creier-computer clasice.

Noul studiu a demonstrat unele dintre aceste noi posibilități. Participanții la studiu – un bărbat în vârstă de 35 de ani și un bărbat în vârstă de 63 de ani, amândoi paralizați de leziuni ale măduvei spinării – au putut folosi sistemul în casele lor, spre deosebire de mediul de laborator unde au loc cele mai multe cercetări. Fără cabluri, participanții au putut utiliza interfața continuu timp de până la 24 de ore, oferind cercetătorilor date de lungă durată, inclusiv în timp ce participanții dormeau.

„Vrem să înțelegem cum evoluează semnalele neuronale în timp”, a spus Leigh Hochberg, profesor de inginerie la Brown, cercetător la Brown’s Carney Institute for Brain Science și lider al studiului clinic BrainGate. „Cu acest sistem, putem analiza activitatea creierului, acasă, pe perioade lungi, într-un mod care era aproape imposibil înainte. Acest lucru ne va ajuta să proiectăm algoritmi de decodare care să asigure restaurarea fără probleme, intuitivă și fiabilă a comunicării, dar și mobilitatae pentru persoanele cu paralizie”.