Новый ИИ позволяет управлять протезами силой мысли

Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско создали нейроинтерфейс (он же BCI, brain-computer interface), который помогает людям с параличом управлять протезом с помощью мыслей. Этот интерфейс использует искусственный интеллект, который адаптируется к изменениям в мозге, обеспечивая стабильную работу протеза на протяжении нескольких месяцев. Раньше такие системы работали лишь несколько дней, но теперь встроенный в BCI искусственный интеллект позволяет продлить их работу до нескольких месяцев. Он подстраивается под естественные изменения активности мозга, помогая человеку лучше контролировать протез.

Как проводилось исследование

В исследовании участвовал пациент с тетраплегией, вызванной инсультом, который полностью утратил способность двигаться и говорить. Однако его мозг по-прежнему генерировал электрические сигналы, связанные с движением. Он не мог двигаться и говорить, но его мозг по-прежнему создавал сигналы, соответствующие воображаемым движениям. Ученые имплантировали ему крошечные сенсоры в двигательную кору мозга, которые считывали эти сигналы и передавали их в нейроинтерфейс. В течение нескольких месяцев он управлял роботизированной рукой с помощью BCI, а исследователи отслеживали активность его нейронов. Ученые анализировали, насколько стабильно мозг сохраняет сигналы, связанные с воображаемыми движениями, и как эти сигналы изменяются при длительном использовании нейроинтерфейса.

Что удалось сделать

Исследование выявило несколько ключевых особенностей работы мозга при взаимодействии с BCI.

• Нейронные сигналы, отвечающие за воображаемые движения, сохраняли форму, но их расположение в мозге со временем слегка смещалось.
• ИИ в нейроинтерфейсе научился учитывать эти изменения, позволяя системе работать стабильно в течение семи месяцев без перенастройки, — рекорд среди подобных устройств.
• Использование виртуального симулятора помогло пользователю быстрее освоить контроль над роботизированной рукой.
• После тренировок он мог не только захватывать предметы, но и выполнять сложные движения, например  открывать шкаф и наливать воду. Это доказывает, что мозг может перестраиваться под новые задачи, даже если конечности больше не двигаются.

Практическое применение этой технологии может кардинально изменить подход к реабилитации людей с параличом. BCI-интерфейсы, способные адаптироваться к изменениям мозговой активности, обеспечивают устойчивое и точное управление нейропротезами, минимизируя необходимость постоянной перенастройки. Это дает пациентам с повреждениями спинного мозга и инсультом больше шансов на восстановление моторных функций и независимость в повседневной жизни.