Инженеры Техасского университета в Остине в рамках исследования интерфейсов "мозг-компьютер" создали новое устройство, призванное помочь улучшить жизнь людей с двигательными нарушениями. Что еще более важно, исследователи включили в свою разработку возможности машинного обучения, что сделало его универсальным решением.

Как правило, эти устройства требуют тщательной калибровки для нового пользователя, ведь каждый мозг уникален, как у здоровых, так и у людей с ограниченными возможностями. На практике это становилось существенным препятствием для массового внедрения технологии. Новое решение позволяет быстро понять потребности отдельного субъекта и выполнить самокалибровку посредством повторения. Это означает, что несколько пациентов могут использовать устройство без необходимости индивидуальной настройки.

"В клинических условиях эта технология избавит от необходимости иметь специализированную команду для выполнения процесса калибровки, который является длительным и утомительным, — говорит Сатьям Кумар из Техасского университета в Остине. — Переход от пациента к пациенту будет намного быстрее".

Во время применения интерфейса человек надевает специальную шапочку с электродами, подключенными к компьютеру. Те собирают данные, измеряя электрические сигналы мозга, а декодер интерпретирует эту информацию и преобразует ее в действие.

Исследование Хосе дель Р. Миллана, профессора Техасского университета в Остине, помогает пользователям направлять и укреплять нейронную пластичность, то есть способность мозга меняться, расти и реорганизовываться с течением времени. Эти эксперименты призваны улучшить работу мозга пациентов и использовать устройства, управляемые интерфейсами "мозг-компьютер", чтобы облегчить их жизнь.

В данном исследовании участники выполняли два вида действий: они играли в гонки и балансировали левую и правую стороны цифровой панели. Оказалось, что декодер работает достаточно хорошо, и испытуемые одновременно обучились обеим задачам. Особенно важно, что они смогли справиться и с более сложной игрой в автогонки, что требовало думать на несколько шагов вперед, чтобы сделать поворот.

Исследователи считают эту научную работу основополагающей, поскольку она закладывает основу для дальнейших инноваций в области интерфейса "мозг-компьютер". На сегодняшний день в этом проекте приняли участие 18 испытуемых без двигательных нарушений. В дальнейшем ученые проверят свою разработку на людях с особыми потребностями, чтобы применить его к более крупным группам в клинических условиях.

"С одной стороны, мы хотим перенести интерфейс в клиническую сферу, чтобы помочь людям с ограниченными возможностями. С другой стороны, нам необходимо улучшить нашу технологию, чтобы ее было проще использовать, а ее влияние было сильнее", — говорит Миллан.

Что касается перевода исследования в практическую плоскость, Миллан и его команда продолжают работать над инвалидной коляской, которой пользователи смогут управлять с помощью интерфейса "мозг-компьютер". 

Исследование опубликовано в PNAS Nexus.