Шаг к киборгам: мозг управляет искусственной рукой

Исследователи впервые продемонстрировали, как человек с давней квадриплегией – параличом рук и ног – может при помощи умственных усилий управлять искусственной рукой. На презентации ученые показали, как парализованная женщина "силой мысли" заставляет манипулятор взять со стола шоколадку и положить ей в рот.

В исследовании, опубликованном в онлайн-версии The Lancet, исследователи описали интерфейс "мозг – компьютер" (BCI), а также соответствующие технологии и программы обучения.

"Это впечатляющий скачок в плане расширения возможностей для людей, не способных двигаться, - говорит старший исследователь Б.Шварц, профессор кафедры нейробиологии. - Мы разработали технологию, которая интерпретирует сигналы мозга для управления манипулятором. И она имеет огромный потенциал. Исследование показало, что технически это вполне осуществимо, и значит, надежды миллионов пациентов небеспочвенны".

Испытания показали, что искусственной рукой можно управлять "силой мысли"

Пациентка, на которой была продемонстрирована новая технология , девять лет была обездвижена из-за спиноцербеллярных дегенераций. Связь между ее мозгом и мышцами за два года была совершенно прервана. Однако она надеялась на лучшее и с радостью записалась добровольцем, чтобы первой испытать искусственную руку.

Пациентке провели операцию, где после функциональных тестов ей на поверхность мозга внедрили две сетки, проникающие в мозговую ткань на 1.16 дюйма. Электроды, вживленные в мозг, принимают сигналы от отдельных нейронов мозга. Компьютерные алгоритмы интерпретируют эти сигналы, вызванные воображаемым или реально наблюдаемым движением – например, опусканием и поднятием руки, поворотом запястья и т.д. Главная задача – правильно расшифровать мозговую активность, таким образом, чтобы намерение произвести движение приводило к задуманному перемещению руки робота. Как показал эксперимент, это возможно. К сожалению, через два месяца успешного испытания пациентке предстоит операция по снятию электродов. А пока, по ее словам, она наслаждается каждым моментом своей новой жизни.

В параллельном исследовании ученые хотят установить обратную связь – донести до мозга физическое ощущение того, что рука взяла предмет или коснулась чего-нибудь. Кроме того, ведется работа над возможностью избежать погружения электродов в мозг, а ограничиться просто их нанесением на поверхность. Возможно, в будущем появятся беспроводные системы, которые люди смогут использовать в повседневной жизни без контроля специалистов.