Сенсор-имплантат изменит жизнь людей без движения

Сенсор-имплантат изменит жизнь людей без движения

Не сделав ни 1-го движения, Мэтт Нейгл нарисовал кружок на дисплее (фото Rick Friedman).

Мэттью Нейгл (Matthew Nagle), бывшая футбольная звезда из Веймута (штат Массачусетс), оказался парализованным от плечевого пояса и ниже после того, как во время драки в 2001 году получил ножевое ранение, безнадёжно травмировавшее спинной мозг.

Через некое время ему предложили поучаствовать в опыте, который мог бы отчасти решить делему его обездвиженности.

Для исследования использовали систему BrainGate, разрабатываемую американской компанией Cyberkinetics Neurotechnology Systems.

Имплантаты, наподобие того, что установили Нейглу, уже были удачно протестированы на мортышках (о неких опытах с детекторами для приматов мы ведали здесь и здесь).

Сенсор-имплантат изменит жизнь людей без движения

По размерам имплантат в пару раз меньше монетки (фото с веб-сайта news.bbc.co.uk).

Похожие опыты проводились и с людьми, исключительно в опытах использовались электроды, прикладывавшиеся к голове снаружи. К тому же, аппаратура не обладала различной функциональностью (а именно, мы ведали о схожем устройстве — инвалидном кресле, управляемом без движений).

На данный момент экспериментаторы предлагают всё новые концепции, которые в состоянии сделать имплантаты более совершенными, убрать имеющиеся в их недочеты (иногда, очень и очень серьёзные).

Общий механизм работы такового устройства несложен.

Сигналы, которые формируются в мозге, передаются через детектор — квадратную пластинку четыре на четыре мм с соткой крохотных электродов. Эти электроды представляют собой крохотные миллиметровые железные иголочки, проникающие конкретно в кору мозга.

Этот детектор контактирует с моторной зоной коры мозга, отвечающей за движение левой руки, и соединяется с разъёмом, укреплённым в отверстии в черепной коробке.

При попытке совершить какое-то движение в моторной зоне появляется электронный импульс, который передаётся через вживлённые электроды в компьютер.

Сенсор-имплантат изменит жизнь людей без движения

Большая часть опытов было поставлено в виде игровых заданий (иллюстрация Nature).

Когда необходимо начать опыт и использовать какое-то наружное устройство, техник подключает к разъёму кабель, ведущий к компу. Если во время подключения Мэтт попробует представить для себя движение своей руки, то детектор «подслушает» сигналы двигательных нейронов, которые активизируются тогда, и передаст их на подключённое устройство, к примеру, монитор либо робот-протез.

Первым в мире человеком с мозговым имплантатом и стал 25-летний Мэттью Нейгл. При помощи вживлённого устройства он получил возможность управлять курсором на дисплее, читать электрическую почту, играть в легкие видеоигры и даже что-то отрисовывать. Ещё он научился переключать каналы и громкость телека и шевелить электромеханической рукою (наподобие EMAS, только та рука получала сигналы не от мозга, а от мускул), ни сделав для этого ни 1-го движения.

Сенсор-имплантат изменит жизнь людей без движения

Двигательный опыт с электромеханическим протезом. Чтоб сжать пальцы, нужно отправить сигнал «ввысь», чтоб разжать – вниз (фото Nature).

Но в работе с имплантатом учёным пришлось столкнуться с некими внезапными неуввязками.

Одна из таких проблем заключается в том, что через несколько месяцев детекторы начинают ужаснее распознавать сигналы, и предпосылки этого не полностью ясны. Также скоро стало ясно, что необходимо задуматься над беспроводной версией устройства. Ведь при использовании «контактного» варианта опасность инфекции существенна. Вприбавок ко всему, имплантат Нейгла просит каждодневной получасовой опции перед включением.

Более очевидно недочеты появляются при манипуляциях с курсором на дисплее. Такое, казалось бы, несложное действие – переместить курсор и избрать объект — реализуется не без усилий: для передвижения требуется 2,5 секунды (обыденный юзер делает аналогичное перемещение за одну), а попадание на подходящий объект происходит исключительно в 73-95% случаев (а в норме — фактически 100%).

В одной недавнешней статье в Nature спецами из Стэндфордского института (Stanford University) высказана чуток отличающаяся концепция детектора, который была бы намного удобней.

Сенсор-имплантат изменит жизнь людей без движения

Схема устройства BrainGate (иллюстрация Nature).

Сущность идеи состоит в том, что необходимо получать сигналы совсем не от нейронов, ответственных за движение, а из числа тех зон коры, что отвечают за намерение совершения действий. Это могло бы сделать работу системы намного более резвой.

Например, чтоб сделать что-то с объектом на дисплее, совершенно не надо двигать к нему курсор – довольно на уровне мыслей назначить подходящий объект, находящийся в поле зрения, и курсор сразу, безо всяких перемещений, окажется там, где необходимо.

Сенсор-имплантат изменит жизнь людей без движения

Хотя опыт с Мэттом Нейглом уже завершился, результаты различных исследовательских работ выпустили совершенно не так давно — в последнем выпуске журнальчика Nature (иллюстрация Nature).

Также участник этого исследования, доктор Кришна Шеной (Krishna V. Shenoy) добавляет, что тем же методом можно набирать текст (по-видимому, предполагая внедрение какой-либо виртуальной клавиатуры) со скоростью 15 слов за минуту – вчетверо резвее, чем можно это делать при помощи аппаратуры Cyberkinetics. О некоем устройстве для мысленного набора текста мы, кстати, не так давно ведали тут.

На данный момент опыт с Нейглом завершён, и детектор у него удачно удалили. Но исследования имплантатов, «подслушивающих» мысли и передающих их на внешнюю аппаратуру, не завершены. На данный момент Cyberkinetics инспектирует работу системы ещё на трёх добровольцах (их имена не разглашаются) с другими нарушениями функционирования нервной системы.

Многие спецы считают, что на данный момент такая аппаратура очень далека от внедрения в клиническую практику. Потому Cyberkinetics придётся ещё разобраться, стоит датчик располагать конкретно в двигательной коре, и как сделать его более комфортным и многофункциональным.

Вобщем, Тимоти Сёрдженор (Timothy R. Surgenor), президент Cyberkinetics, уповает, что исследования будут продвигаться в том же резвом темпе, и компания сумеет приступить к серийному выпуску имплантатов уже в 2008-2009 годах.

Другие статьи:
Интернет журнал НЛО МИР

Всего комментариев: 0

Оставить комментарий

*

code

Редакция рекомендует

close
x