Новая, контролируемая виртуальная клавиатура с помощью ума - поможет парализованным людям

 Люди с повреждениями спинного мозга и неврологическими заболеваниями часто преодолевают трудности в общении с внешним миром. В то время как ученые разработали клавиатуры - управляемые мыслью, чтобы помочь преодолеть эти препятствия.

Виртуальная клавиатура - управляемая с помощью разума

Команда инженеров Стэнфордского университета, США, недавно разработала технику, которая позволяет более точно прочитать слабые сигналы поврежденных клеток мозга, используя виртуальную клавиатуру, которая является более точным устройством, чем его предшественники. Исследование, опубликованное в журнале «Nature Communications», может привести к самому быстрому управлению с помощью ума - протезами, на сегодняшний день.

"Мозгом управляемые протезы приведут к существенному улучшению качества жизни", говорит ведущий автор исследования Кришна Шеной, доктор и инженер-электрик в Стэнфорде. "Скорость и точность продемонстрированная в этом протезе, и результаты, получены за годы фундаментальных исследований в нейронауке, а также результаты от сочетания этих научных открытий с принципиальной конструкцией алгоритмов математических управлений".

Управляемый сознанием курсор

Исследовательская группа разработала управляемый сознанием курсор, чтобы управлять виртуальной клавиатурой, предназначенной для людей с параличом и боковым амиотрофическим склерозом (БАС), также известным как болезнь Лу Герига. Когда повреждение спинного мозга или неврологические заболевания, такие как БАС - разрывают связи между мозгом и конечностями, основные моторики, необходимые для общения становятся трудными или невозможными для некоторых людей.

Предыдущее устройство работало с доступом к нескольким сотням клеток мозга и оценивало моторные команды, а потому, что некоторые из клеток повреждены, они стреляли сигналами или слишком быстро, или слишком медленно, в конечном счете, снижение точности виртуального ввода с клавиатуры. Шеной и команда рассмотрели ошибки, развив новую технику, чтобы сделать десятки корректирующих регулировок в течение миллисекунд. Человек с параличом или БАС сможете управлять курсором с подключением клеток головного мозга и выбрать клавишу на клавиатуре с точностью до той, которую здоровый человек способен набрать одним пальцем. 

Один из 50 людей, живущих с параличом (большинство - это люди перенесшие травмы спинного мозга, инсульта) страдают от выше упомянутой проблемы.

Миллионы людей могли извлечь выгоду из устройства, которое поддается более опытным связям с другими. В последние годы, изобретение управляемых умом протезов, это была амбициозная цель многих исследователей, которые смогли восстановить двигательную функцию с разной степенью успеха. Современные устройства способны вызвать связи определенных областей мозга, в том числе в отрезанных соединениях, и сообщать свои данные через виртуальные клавиатуры.

Тем не менее, имеющаяся технология требует большого терпения от пользователей, замедляя процесс коммуникации и скорости сканирования. Исследовательская группа изучала, как до 200 клеток мозга обезьян функционировали, когда их руки, кисти, пальцы - потянулись за определенным объектом. После понимания, как работала динамика мозга обезьян, они создали математический алгоритм, для измерения клеток мозга и его электронных сигналов.

Ученые проверили свой новый метод управления курсора с помощью ума на двух обезьянах, которые были в состоянии точно сделать 26 мысленных действий за 30 секунд. Управление курсором с помощью ума на 90 процентов такой же быстрый и точный метод, как тот, когда обезьяны выполняли целевые действия с помощью одного пальца, но с исправленными алгоритмами. Результаты исследования на животных были настолько успешными, что министерство США сразу одобрило исследования и технологию доктора Шеной, чтобы двигаться вперед, и попробовать свой новый подход на людях с повреждениями спинного мозга.

"Это принципиально новый подход, который может быть доработан и оптимизирован, чтобы дать мозговому управлению протезами - большую производительность, и, следовательно, большую клиническую жизнеспособность", сказал доктор Шеной.