Дослідники досягли важливої віхи у розвитку технологій нейрокомп’ютерного інтерфейсу (BCI): макакі-резуси успішно переміщалися у складних віртуальних середовищах, використовуючи лише нейронні сигнали. На відміну від попередніх методів, які вимагали від випробуваних імітації конкретних фізичних рухів, цей новий підхід задіює центри планування вищого рівня мозку, що потенційно може революціонізувати способи взаємодії людей з паралічем з навколишнім світом.
Прорив: вихід за рамки «ворушення вухами»
Традиційні технології BCI часто покладаються на процес фізичного заміщення. Наприклад, користувача можуть попросити уявити рух певного пальця, щоб перемістити курсор на екрані. Як зазначає дослідник Пітер Янссен з Левенського університету (KU Leuven), багатьом користувачам цей процес здається неінтуїтивним — він нагадує прикре відчуття, коли людина «намагається поворухнути вухами». Це чужорідне завдання, що потребує колосальних розумових зусиль та тривалого навчання.
Дослідження під керівництвом Янссена змінює цю парадигму, впливаючи інші області мозку. Команда імплантувала трьом макакам-резусам масиви електродів високої щільності (по 96 електродів у кожному) у три різні області:
– Первинна моторна кора: область, що відповідає за виконання фізичних рухів.
– Дорсальна та вентральна премоторні кори: області, які, як вважається, беруть участь в абстрактному плануванні рухів.
Задіявши ці «плануючі» центри, дослідники прагнуть вловити саме намір здійснити рух, а не просто механічну команду скорочення м’яза.
Універсальність у віртуальному середовищі
Значимість цього управління, заснованого на «намірах», була продемонстрована в ході кількох завдань складності, що зростає. Використовуючи модель ІІ для інтерпретації електричних сигналів, мавпи змогли:
1. Керувати сферою, що переміщається 2D-ландшафтом з фіксованої точки огляду.
2. Маневрувати анімованими аватарами з виду від третьої особи, подібно до сучасних відеоігор.
3. Переміщатися віртуальними будинками, включаючи складне завдання переходу з кімнати в кімнату і відчинення дверей.
Ендрю Джексон із Ньюкаслського університету виділив найвражаючіший аспект цих результатів: контекстуальну гнучкість. Мавпи могли застосовувати ті самі нейронні команди в різних перспективах і середовищах. Це говорить про те, що BCI вдалося намацати «універсальну» мову рухів у мозку — подібно до того, як людина може використовувати стандартний ігровий контролер для різних ігор, не перевчаючись щоразу, як тримати пристрій у руках.
Від приматів до застосування на людях
Хоча результати є революційними, перехід до використання технології людьми не буде миттєвим. Основна складність полягає в нейроанатомічній точності. Хоча добре розуміємо роботу моторної кори, точні межі областей планування вищого рівня різняться в різних видів і навіть в окремих особин.
«Необхідно зробити певну роботу, щоб точно знати, куди імплантувати пристрій людині, оскільки багато хто з цих областей у людей вивчений недостатньо добре», — пояснює Янссен.
Як тільки ці точні локації будуть визначені, потенційна користь для людей із паралічем стане величезною. Замість того, щоб намагатися освоїти громіздкі інтерфейси, що імітують рухи, користувачі зможуть:
– Переміщуватися у віртуальних світах для відпочинку чи соціальної взаємодії.
– Керувати електричними інвалідними візками за допомогою інтуїтивного руху, керованого думкою.
– Взаємодіяти з цифровими інтерфейсами більш природно, знижуючи когнітивне навантаження, необхідне роботи з асистивними технологіями.
Висновок
Впливаючи на центри абстрактного планування мозку, а не тільки на зони моторного виконання, дослідники стали на крок ближче до створення інтерфейсів, які відчуватимуться як природне продовження розуму. Цей перехід від «імітації руху» до «виразу наміру» може згодом надати людям з порушеннями рухливості набагато плавніший і інтуїтивніше зрозумілий спосіб навігації як у цифровій, так і у фізичній реальності.
