Учёные из Стэнфордского университета (Stanford University) усовершенствовали технологию, которая позволяет печатать с помощью считывания сигналов мозга. Новая разработка однажды даст парализованным людям возможность общаться. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the IEEE.
Теорема о бесконечных обезьянах утверждает, что абстрактная обезьяна, ударяя случайным образом по клавишам пишущей машинки в течение бесконечно долгого времени, рано или поздно напечатает любой наперёд заданный текст. Нельзя сказать, что учёные её опровергли — но они научили приматов с лёгкостью набирать стихи Шекспира и газетные статьи.
Новая разработка позволяет управлять курсором, напрямую считывая сигналы мозга. Другие технологии, призванные облегчить общение людям с двигательными расстройствами, отслеживают движение глаз или движения отдельных мускулов лица — именно таким способом пользуется Стивен Хокинг. Однако у этих подходов есть недостатки: например, они требуют определённого уровня контроля над мышцами, который может быть не под силу некоторым больным. Опущение верхних век не позволило Хокингу пользоваться ПО, отслеживающим движения глаз, а других людей этот способ коммуникации быстро утомляет. Прямое считывание сигналов мозга могло бы решить эти проблемы. «Наши результаты показывают, что этот интерфейс может быть очень полезен, — говорит один из авторов исследования Пол Нуюджукиан (Paul Nuyujukian) — Он позволяет печатать со скоростью, достаточной для осмысленной беседы».
Технология работает за счёт того, что мультиэлектродная матрица, имплантированная в мозг, напрямую считывает сигналы из отдела, направляющего движения руки. Учёные усовершенствовали алгоритмы, которые интерпретируют эти сигналы и позволяют выбирать нужные буквы. Они уже проводили эксперименты на животных и проверяли работоспособность отдельных компонентов, но не анализировали точность и скорость. «Мы протестировали именно тот интерфейс, которым будут пользоваться люди, — говорит Нуюджукиан. — Раньше мы никогда не пытались рассчитать скорость печати, которой он позволяет добиться». Благодаря новым алгоритмам, обезьяны печатали в три раза быстрее, чем раньше.
Подопытных животных научили «силой мысли» выбирать буквы, которые они видели на экране. В ходе эксперимента обезьяны записывали выдержки из «Нью-Йорк Таймс» и «Гамлета» со скоростью до 12 слов в минуту. Поскольку люди склонны выбирать слова и обдумывать их написание, можно ожидать, что они будут набирать текст медленнее, чем приматы. Люди будут общаться не в спокойной обстановке лаборатории, а в реальных ситуациях, где столкнутся с множеством отвлекающих факторов. «Мы не можем рассчитать когнитивную нагрузку обдумывания сказанного», — объясняет Нуюджукиан. Кроме того, скорость могут снизить другие физиологические нарушения.
Исследователи утверждают, что даже скорость ниже 12 слов в минуту будет большим достижением для людей, которые не могли общаться с окружающими. «Кроме того, нужно понимать, что мы не используем автозаполнение, благодаря которому ваш смартфон угадывает, что вы хотите сказать», — отмечает Нуюджукиан. Однако впоследствии разработку можно будет объединить с технологией предиктивного набора, позволяющей ускорить написание сообщений на мобильных телефонах и планшетах.
Новое исследование не только подтвердило работоспособность технологии, но и показало, что имплантируемые сенсоры могут прослужить несколько лет. Обезьянам, на которых тестировали новый алгоритм и предыдущие его версии, имплантаты вживили 4 года назад. Мультиэлектродные матрицы по-прежнему работают стабильно и не вызывают побочных эффектов.
Учёные начинают клинические испытания нового интерфейса на людях. Если они пройдут успешно, новая технология считывания сигналов мозга позволит больным двигательными расстройствами общаться.
Исследования НКИ начались в 1970-х годах в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. В середине 90-х в организм человека были имплантированы первые устройства, способные передавать биологическую информацию от тела к компьютеру. С их помощью удавалось восстанавливать повреждённые функции слуха, зрения и утраченные двигательные навыки.
