Поиск жизнеспособной альтернативы инвазивным интерфейсам «мозг-компьютер» (BCI) постоянно находится в центре внимания He Lab Университета Карнеги-Меллона. В 2019 году группа использовала неинвазивный BCI, чтобы впервые успешно продемонстрировать, что управляемая разумом роботизированная рука способна непрерывно отслеживать и следовать за компьютерным курсором.

По мере совершенствования технологий их подход к глубокому обучению на основе искусственного интеллекта стал более надежным и эффективным. В новой работе , опубликованной в PNAS Nexus , группа демонстрирует, что люди могут контролировать непрерывное отслеживание движущегося объекта, думая о нем, с непревзойденной производительностью.

Неинвазивные ИМК обладают множеством преимуществ по сравнению со своими инвазивными аналогами (например, Neuralink или Synchron). К ним относятся повышенная безопасность, экономическая эффективность и возможность использования многочисленными пациентами, а также населением в целом. Однако неинвазивные методы BCI сталкиваются с проблемами, поскольку их записи менее точны и их трудно интерпретировать.

В недавнем исследовании Бин Хэ, профессора биомедицинской инженерии в Университете Карнеги-Меллон, группе из 28 человек было дано сложное задание BCI: отслеживать объект в двумерном пространстве, думая о нем.

Во время выполнения задания метод электроэнцефалографии (ЭЭГ) регистрировал их активность снаружи мозга. Используя искусственный интеллект для обучения глубокой нейронной сети, группа He затем напрямую расшифровала и интерпретировала намерения человека относительно непрерывного движения объекта, используя данные датчиков BCI.

В целом, работа демонстрирует превосходные характеристики неинвазивного BCI для компьютеризированного устройства, управляемого мозгом.

«Инновации в технологии искусственного интеллекта позволили нам значительно улучшить производительность по сравнению с традиционными методами и пролить свет на широкое применение человеком в будущем», — сказал Бин Хэ.

Более того, возможности BCI группы на базе искусственного интеллекта предполагают прямое применение для непрерывного управления роботизированным устройством.

«В настоящее время мы тестируем эту неинвазивную технологию BCI на базе искусственного интеллекта для управления сложными задачами роботизированной руки », — сказал Хе. «Кроме того, мы дополнительно проверяем его применимость не только к здоровым людям, но и к пациентам, перенесшим инсульт и страдающим двигательными нарушениями».

Через несколько лет это может привести к тому, что вспомогательные роботы на базе искусственного интеллекта станут доступны широкому кругу потенциальных пользователей.

С этой целью исследования в этом направлении принесут огромную пользу пациентам с двигательными нарушениями, которые страдают от травмы спинного мозга, инсульта или других нарушений движений, но не хотят получать имплантат.

«Мы продолжаем предлагать неинвазивные нейроинженерные решения, которые могут помочь каждому», — добавил Хе.