С помощью имплантированного в мозг устройства пациент с БАС научился управлять телевизором, светом и другими домашними устройствами. Исследователи из Медицинского центра Джонса Хопкинса опубликовали результаты трех месяцев клинического испытания имплантируемого интерфейса «мозг-компьютер» у пациента Тима Эванса с боковым амиотрофическим склерозом (БАС).

Результаты показывают устойчивую точность 90% в течение трехмесячного периода без необходимости переобучения или калибровки алгоритма нейроимпланта.

БАС — прогрессирующее заболевание нервной системы, которое вызывает мышечную слабость и потерю двигательных и речевых функций. В настоящее время у Эванса серьезные проблемы с речью и глотанием. Он может говорить медленно, но большинству людей его трудно понять.

Исследователи хирургическим путем имплантировали Эвансу на поверхность областей мозга, отвечающих за речь и функцию верхних конечностей, нейроинтерфейс Cortical Communication (CortiCom). Устройство обеспечивает прямой канал связи между мозгом и внешними интеллектуальными устройствами.

Принцип работы интерфейса (верхний ряд), фото пациента и врача (нижний ряд). Фото: Johns Hopkins Medicine; portraits courtesy of Caslon Hatch

Пациенту установили два электрокортикографических (ЭКоГ) сетки на поверхности мозга. Сетка ЭКоГ представляет собой тонкий лист электродов размером с почтовую марку, помещенный в мозг человека для записи электрических сигналов, вырабатываемых тысячами нейронов.

Тим Эванс несколько недель работал с исследователями, чтобы научить интерфейс распознавать уникальные сигналы мозга, повторяя вслух каждую из шести команд по мере их появления на экране. Когда алгоритм глубокого обучения BCI был обучен, Эвансу было предложено подавать одни и те же словесные команды для управления коммуникационной панелью в режиме реального времени, обычно в течение примерно пяти минут каждый день в течение следующих трех месяцев.

Хотя речь Тима была трудна для понимания большинства слушателей, BCI смог точно перевести его мозговую активность в компьютерные команды, что позволило ему перемещаться и выбирать элементы на коммуникационной доске в удобном для него темпе, – Шию Луо, соавтор исследования из Университета Джонса Хопкинса.

Помимо выражения с помощью коммуникационной панели того, что он чувствует и чего хочет, Тим мог использовать BCI для включения и выключения света, а также для выбора видео для просмотра на YouTube.

Ученые отмечают, что, в отличие от многих других исследований нейроинтерфейсов они использовали электроды, которые не проникают в мозг. Это позволяет регистрировать большие популяции нейронов с поверхности мозга, а не отдельные клетки. Это позволяет разработать стабильную систему, которую не нужно постоянно переобучать. А значит, подход потенциально дает участникам свободу использовать BCI в любое время и в любом месте без постоянного вмешательства исследователя.