Ήταν σε θέση να πιάσει, να κινήσει και να απελευθερώσει αντικείμενα απλά φαντάζοντας τον εαυτό του να εκτελεί τις ενέργειες. Η συσκευή, γνωστή ως διεπαφή εγκεφάλου-υπολογιστή (BCI), λειτούργησε με επιτυχία για ένα ρεκόρ επτά μηνών χωρίς να απαιτούνται προσαρμογές.
Μέχρι τώρα, τέτοιες συσκευές είχαν λειτουργήσει μόνο για μια ή δύο ημέρες.
Αυτό το BCI βασίζεται σε ένα μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης (AI) που προσαρμόζεται σε μικρές αλλαγές στην εγκεφαλική δραστηριότητα καθώς ένα άτομο φαντάζεται επανειλημμένα μια κίνηση, βελτιώνοντας σταδιακά την ακρίβειά της.
«Αυτή η ανάμειξη μάθησης μεταξύ ανθρώπων και τεχνητής νοημοσύνης είναι η επόμενη φάση για αυτές τις διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή», δήλωσε ο καθηγητής Karunesh Ganguly, νευρολόγος στο UCSF Weill Institute for Neurosciences. «Είναι αυτό που χρειαζόμαστε για να επιτύχουμε εξελιγμένη, ρεαλιστική λειτουργία».
Η μελέτη, που χρηματοδοτήθηκε από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας των ΗΠΑ, δημοσιεύτηκε στις 6 Μαρτίου στο περιοδικό Cell.
Ένας από τους συμμετέχοντες στη μελέτη, ο οποίος έχασε την ικανότητα να κινείται και να μιλάει μετά από εγκεφαλικό πριν από χρόνια, μπορεί τώρα να ελέγξει το ρομποτικό χέρι με το να φανταστεί συγκεκριμένες κινήσεις.
Η σημαντική ανακάλυψη περιελάμβανε την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η εγκεφαλική δραστηριότητα μεταβάλλεται από μέρα σε μέρα όταν ο συμμετέχων φαντάζεται επανειλημμένα να κάνει αυτές τις κινήσεις.
Μόλις το σύστημα AI εκπαιδεύτηκε για να λαμβάνει υπόψη αυτές τις αλλαγές, διατήρησε την απόδοση για μήνες.
Ο καθηγητής Ganguly μελέτησε στο παρελθόν πρότυπα εγκεφαλικής δραστηριότητας σε ζώα και παρατήρησε ότι αυτά τα μοτίβα εξελίχθηκαν καθώς τα ζώα μάθαιναν νέες κινήσεις.
Υποψιάστηκε ότι η ίδια διαδικασία συνέβαινε στους ανθρώπους, γεγονός που εξήγησε γιατί τα προηγούμενα BCI έχασαν γρήγορα την ικανότητά τους να ερμηνεύουν τα σήματα του εγκεφάλου.
Ο Ganguly και ο Δρ Nikhilesh Natraj, ένας ερευνητής νευρολογίας, εργάστηκαν με έναν συμμετέχοντα που είχε παραλύσει από εγκεφαλικό και δεν μπορούσε ούτε να κινηθεί ούτε να μιλήσει.
Ο συμμετέχων είχε εμφυτευμένους μικροσκοπικούς αισθητήρες στην επιφάνεια του εγκεφάλου του για να ανιχνεύσει τη νευρική δραστηριότητα όταν φανταζόταν να κινείται.
Για να διερευνηθεί εάν αυτά τα μοτίβα του εγκεφάλου άλλαξαν με την πάροδο του χρόνου, ζητήθηκε από τον συμμετέχοντα να φανταστεί ότι κινούσε διαφορετικά μέρη του σώματος, όπως τα χέρια, τα πόδια και το κεφάλι του.
Ενώ δεν μπορούσε να κινηθεί σωματικά, ο εγκέφαλός του συνέχισε να παράγει σήματα που αντιστοιχούσαν σε αυτές τις φανταστικές κινήσεις.
Το BCI κατέγραψε αυτά τα σήματα και διαπίστωσε ότι ενώ τα γενικά μοτίβα παρέμειναν τα ίδια, οι ακριβείς τοποθεσίες τους στον εγκέφαλο άλλαζαν ελαφρά κάθε μέρα.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές ζήτησαν από τον συμμετέχοντα να φανταστεί απλές κινήσεις των δακτύλων, των χεριών και του αντίχειρα για δύο εβδομάδες, ενώ το σύστημα AI μάθαινε να ερμηνεύει τη δραστηριότητα του εγκεφάλου του. Αρχικά, οι κινήσεις του ρομποτικού βραχίονα ήταν ασαφείς.
Για να βελτιώσει την ακρίβεια, ο συμμετέχων εξασκήθηκε χρησιμοποιώντας έναν εικονικό ρομποτικό βραχίονα που παρείχε ανατροφοδότηση σχετικά με το πόσο στενά ταίριαζαν οι φανταστικές κινήσεις του με τις επιδιωκόμενες ενέργειες.
Τελικά, μπόρεσε να πάρει τον εικονικό βραχίονα για να εκτελέσει τις επιθυμητές εργασίες. Μόλις ο συμμετέχων άρχισε να εξασκείται με τον πραγματικό ρομποτικό βραχίονα, χρειάστηκαν μόνο μερικές προπονήσεις για να μεταφέρει τις δεξιότητές του στον πραγματικό κόσμο. Μπόρεσε να χρησιμοποιήσει τον ρομποτικό βραχίονα για να μαζέψει αντικείμενα, να τα γυρίσει και να τα μετακινήσει σε νέες τοποθεσίες.
Μπόρεσε ακόμη και να ανοίξει ένα ντουλάπι, να πάρει ένα φλιτζάνι και να το κρατήσει κάτω από μία βρύση. Μήνες αργότερα, μπορούσε ακόμα να ελέγξει το ρομποτικό χέρι μετά από έναν σύντομο 15λεπτο «συντονισμό» για να προσαρμοστεί για αλλαγές στην εγκεφαλική του δραστηριότητα με την πάροδο του χρόνου.
Ο Ganguly και η ομάδα του εργάζονται τώρα για να βελτιώσουν το μοντέλο AI για να κάνουν τον ρομποτικό βραχίονα να κινείται πιο γρήγορα και ομαλά. Σκοπεύουν επίσης να δοκιμάσουν το σύστημα σε οικιακό περιβάλλον. Για τα άτομα με παράλυση, η ικανότητα να εκτελούν απλές εργασίες, όπως να τρέφονται ή να πιουν νερό, θα μπορούσε να αλλάξει τη ζωή τους.
«Είμαι πολύ σίγουρος ότι μάθαμε πώς να χτίζουμε το σύστημα τώρα και ότι μπορούμε να το κάνουμε αυτό να λειτουργήσει», είπε ο Ganguly.
Δείτε ΦΩΤΟ ΕΔΩ
photo: pixabay
