Cercetători dezvoltă un sistem de interfață creier-mașină care permite maimuțelor să se miște liber în realitatea virtuală doar cu gândul - O descoperire promițătoare pentru îmbunătățirea mobilității pacienților paralizați

Un nou tip de interfață creier–mașină (BCI) a permis unor maimuțe să se deplaseze în VR doar din semnale cerebrale , un pas important către sisteme mai „practice” pentru mobilitate asistată (de exemplu, controlul unui scaun rulant) în afara laboratorului, potrivit IT之家 . Studiul, publicat săptămâna trecută în revista „ Science Advances ”, a testat un BCI implantabil pe trei macaci rhesus, care au reușit să controleze mișcarea într-un mediu de realitate virtuală (VR) folosind exclusiv activitatea neuronală. Miza, subliniază autorii, este reducerea decalajului dintre demonstrațiile controlate din laborator și utilizarea în scenarii reale, unde apar evenimente imprevizibile și medii complexe. Ce aduce nou față de testele BCI „clasice” Până acum, multe experimente de BCI intracortical (implant direct în creier) s-au concentrat pe sarcini mai simple, precum controlul unui cursor sau al unui braț robotic. În schimb, deplasarea „autonomă” în lumea reală cere corecții în timp real și adaptare la obstacole și schimbări de obiectiv, iar sistemele anterioare au avut limitări: fie necesitau mișcări corporale vizibile, fie funcționau doar în scenarii foarte simplificate. Autorii explică faptul că, tocmai din cauza constrângerilor de laborator, cercetarea orientată spre mișcare a rămas mult timp blocată în paradigme mai ușor de controlat experimental, ceea ce a încetinit transferul către aplicații precum navigarea cu scaunul rulant. Cum a fost construit sistemul și ce au reușit maimuțele Echipa a implantat matrice de electrozi în trei regiuni cerebrale asociate planificării mișcării: cortexul motor primar (M1), zona premotorie dorsală (PMd), zona premotorie ventrală (PMv). Semnalele neuronale au fost interpretate de un model de inteligență artificială (un algoritm care „decodează” activitatea cerebrală), care le-a transformat în comenzi de viteză pentru controlul unui avatar în VR. Mediul VR a inclus vedere stereoscopică, iar complexitatea și imprevizibilitatea scenariilor au fost crescute treptat. Modelul de decodare a fost antrenat doar într-o etapă scurtă, pasivă (maimuțele urmăreau acțiunea pe ecran), iar apoi a putut fi folosit fără reantrenare, inclusiv când sarcinile s-au schimbat. În teste, maimuțele au controlat mișcarea atât în sarcini de manipulare a unui obiect pe ecran, cât și într-un scenariu de „pădure” văzut din perspectivă la persoana întâi, unde ghidau un avatar de maimuță. Rezultatul central: animalele au reușit să controleze mișcarea în spațiu 3D în VR fără mișcări corporale evidente, iar performanța lor s-a îmbunătățit pe parcurs, ceea ce indică învățare. Cercetătorii mai notează că semnalele din zonele premotorii (PMd și PMv) au fost mai eficiente pentru navigație decât cele din cortexul motor primar. De ce contează pentru aplicații medicale și ce urmează Din perspectivă operațională, elementul cu impact este combinația dintre controlul continuu al mișcării, adaptarea la sarcini diferite și utilizarea fără reantrenare, într-un mediu care încearcă să reproducă dificultăți din lumea reală (evitarea obstacolelor, schimbarea țintelor, navigație în scene vizual complexe). Autorii consideră că aceste capabilități sunt relevante pentru tehnologii asistive destinate persoanelor cu paralizie, unde controlul rapid și flexibil este esențial. Cercetarea rămâne, însă, la nivel preclinic: echipa indică faptul că mai sunt pași de parcurs, inclusiv testarea pe oameni, înainte ca un astfel de sistem să poată fi folosit în practică. [...]