Нейробиологи из Медицинского центра Университета Дьюка разработали нейрокомпьютерный интерфейс, с помощью которого приматы научились силой мысли управлять роботизированной инвалидной коляской.
Учёные с помощью компьютера регистрировали сигналы мозга макак-резусов.
Мозгомашинный интерфейс использует сигналы от сотен нейронов, регистрируемые одновременно в двух областях мозга обезьян, которые участвовали в эксперименте. Когда животные думали о том, как достичь желанной цели — в данном случае, миски со свежим виноградом — компьютеры преобразовывали сигналы их мозговой активности в режиме реального времени в сигналы управления инвалидной коляской.
Устройство, описанное в мартовском номере интернет-журнала Scientific Reports, открывает новые возможности для людей с инвалидностью, у которых утеряны способности двигаться и управлять мышцами из-за паралича конечностей, сказал руководитель исследования доктор медицинских наук Мигель Николелис из Центра нейроинженерии Дьюка.
Учёные начали эксперименты в 2012 году, имплантировав сотни тончайших микроволокон в премоторную и соматосенсорную области мозга двух макак-резусов. Они обучили животных перемещать инвалидное кресло к цели – миске с виноградом. На этапе обучения учёные записывали сигналы электрической активности мозга приматов. Затем они запрограммировали компьютерную систему преобразовывать сигналы мозга в цифровые моторные команды для управления движением кресла-коляски.
По мере того, как обезьяны учились управлять инвалидной коляской с помощью мысли, они стали гораздо эффективней и быстрее решать задачу, как добраться до миски с пищей, сказал Николелис.
Изучая сигналы мозга, которые соответствовали поступательным и вращательным движениям коляски, учёные также обнаружили, что сигналы показали признаки того, что животные оценивали расстояние до миски.
«Этот сигнал не был зафиксирован в начале обучения и появился, когда обезьяны научились решать поставленную задачу, — сказал учёный. — Это стало неожиданностью. Это демонстрирует огромную гибкость мозга при освоении устройства, в данном случае инвалидной коляски, и оценке пространственного положения этого устройства в окружающем мире».
В ходе экспериментов измерялась активность около 300 нейронов у каждой из обезьян.
