Управляемая силой мысли роботизированная рука поможет парализованным пациентам

Неинвазивный нейрокомпьютерный интерфейс (НКИ) позволяет использовать силу мысли для роботизированной руки, которая способна непрерывно отслеживать курсор компьютера и следовать за ним.

Новый НКИ, разработанный исследователями из Университета Карнеги-Меллон (Carnegie Mellon University - CMU; Питсбург, штат Пенсильвания, США) и Миннесотского университета (University of Minnesota - UMN; Миннеаполис, США), облегчает непрерывное управление роботизированными устройствами в режиме реального времени за счет увеличения вовлеченности пользователей и пространственного разрешения неинвазивных нейронных данных с помощью исходного изображения электроэнцефалограммы (ЭЭГ), сопровождаемой задачей непрерывного преследования и связанной с этим парадигмой обучения. В целом структура улучшила обучение НКИ почти на 60% для традиционных задач централизованного управления и более чем на 500% в более реалистичной задаче непрерывного преследования.

Исследователи также продемонстрировали дополнительное улучшение контроля НКИ почти на 10% с помощью неинвазивной нейровизуализации в режиме реального времени. Кроме того, платформа была приведена в рабочее состояние для выполнения физической работы, демонстрируя почти плавный переход от управления виртуальным курсором без ограничений к управлению роботизированной рукой в реальном времени. Исследователи утверждают, что объединение достижений в качестве нейронного декодирования с доступностью неинвазивного управления роботизированной рукой будет играть важную роль в будущей разработке и внедрении нейроробототехники. Исследование было опубликовано 19 июня 2019 года в журнале Science Robotics.

"Были достигнуты значительные успехи в управлении роботизированными устройствами с использованием мозговых имплантатов. Это наука высокого уровня, но конечной целью является неинвазивное управление, — сказал старший автор Бин Хе (Bin He), профессор, доктор философии, руководитель отдела биомедицинской инженерии в CMU. — Эта работа представляет собой важный шаг для неинвазивных нейрокомпьютерных интерфейсов – технологии, которая, подобно смартфонам, когда-нибудь может стать повсеместной вспомогательной технологией".

Прямая электрическая стимуляция и регистрация мозговой активности требуют инвазивных процедур, таких как удаление части черепа или сверление отверстия. Кроме того, имплантация электрода в ткань может вызвать воспалительные реакции ткани и травму головного мозга, а также привести к выходу устройства из строя. Неинвазивный аналог, требующий меньшего вмешательства, может существенно улучшить интеграцию НКИ как в клинических условиях, так и в домашней обстановке.

Ссылки по теме:
Университет Карнеги-Меллон
Миннесотский университет