S ovolikom točnosti implantat u mozgu prevodi misli paraliziranog čovjeka
Muškarac paraliziran od vrata prema dolje zbog ozljede leđne moždine koju je zadobio 2007. godine pokazao je da može komunicirati svoje misli zahvaljujući sustavu implantata u mozgu koji prevodi njegov zamišljeni rukopis u stvarni tekst.
Uređaj – dio dugogodišnje istraživačke suradnje pod nazivom BrainGate – je sučelje između mozga i računala (BCI), koje koristi umjetnu inteligenciju (AI) za tumačenje signala neuralne aktivnosti generiranih tijekom pisanja rukom. U ovom slučaju, muškarac – zvan T5 u studiji, a koji je u vrijeme istraživanja imao 65 godina – nije pisao, jer mu je ruka, zajedno sa svim udovima, bila paralizirana nekoliko godina.
Ali tijekom eksperimenta, čovjek se koncentrirao kao da piše – zapravo, razmišljajući o tome kako napraviti slova zamišljenom olovkom i papirom. Dok je to činio, elektrode ugrađene u njegov motorni korteks bilježile su signale njegove moždane aktivnosti, koje su zatim interpretirali algoritmi koji su radili na vanjskom računalu, dekodirajući imaginarne putanje olovke T5, koja je mentalno pratila 26 slova abecede i neke osnovne interpunkcijske znakove.
"Ovaj novi sustav koristi bogatu neuralnu aktivnost koju bilježe intrakortikalne elektrode i snagu jezičnih modela koji, kada se primjene na neuralno dekodirana slova, mogu stvoriti brz i točan tekst", kaže prvi autor studije Frank Willett, neuroprotetičar istraživač sa Sveučilišta Stanford.
Slični sustavi razvijeni kao dio BrainGatea već nekoliko godina transkribiraju neuronske aktivnosti u tekst, ali mnoga prethodna sučelja bila su usredotočena na različite cerebralne metafore za označavanje znakova za pisanje – poput tipkanja pomoću pokazivača miša i klika pomoću računalnog kursora kojim upravlja um.
Nije se, međutim, znalo koliko dobro se neuronski prikazi rukopisa – brža i spretnija motorička vještina – mogu zadržati u mozgu, niti koliko bi se mogli iskoristiti za komunikaciju sa sučeljem mozak-računalo, ili BCI.
Ovdje je T5 pokazao koliko obećanja virtualni sustav rukopisa može ponuditi ljudima koji su izgubili gotovo sve neovisne fizičke pokrete. U testovima, čovjek je uspio postići brzinu pisanja od 90 znakova u minuti (oko 18 riječi u minuti), s približno 94 posto točnosti (i do 99 posto točnosti s uključenim automatskim ispravljanjem).
Ne samo da je ta stopa znatno brža od prethodnih BCI eksperimenata (koristeći stvari poput virtualnih tipkovnica), već je gotovo jednaka brzini tipkanja korisnika pametnih telefona u dobnoj skupini muškaraca – što je oko 115 znakova ili 23 riječi u minuti, znanstvenici kažu.
"Naučili smo da mozak zadržava svoju sposobnost da propisuje fine pokrete cijelo desetljeće nakon što je tijelo izgubilo sposobnost izvršavanja tih pokreta", kaže Willett. "Naučili smo da se komplicirani namjerni pokreti koji uključuju promjenu brzina i zakrivljenih putanja, poput rukopisa, mogu lakše i brže tumačiti algoritmima umjetne inteligencije koje koristimo nego jednostavnije predviđene kretnje kao što je pomicanje kursora u ravnoj puta stalnom brzinom."
U osnovi, istraživači kažu da se abecedna slova međusobno jako razlikuju po obliku, tako da AI može brže dekodirati namjeru korisnika kako se likovi crtaju, u usporedbi s drugim BCI sustavima koji ne koriste desetke različitih ulaza u isti način.
Unatoč potencijalu ove tehnologije prve takve vrste, istraživači naglašavaju da je trenutni sustav samo dokaz koncepta do sada, jer se pokazalo da radi samo s jednim sudionikom, tako da definitivno nije potpun. Sljedeći koraci u istraživanju mogli bi uključivati osposobljavanje drugih ljudi za korištenje sučelja, proširenje skupa znakova da uključi više simbola (kao što su velika slova), pročišćavanje osjetljivosti sustava i dodavanje sofisticiranijih alata za uređivanje za korisnika.
Izvor: Nature