Ученые из Бельгии научили обезьян ориентироваться в реалистичных трехмерных виртуальных средах с помощью интерфейса мозг-компьютер — и сделали это впервые без каких-либо физических движений во время тренировки.
Питер Янссен из KU Leuven в Бельгии и его коллеги имплантировали интерфейс мозг-компьютер (BCI) трем макакам-резусам (Macaca mulatta). Обезьяны, оснащенные BCI, успешно ориентировались в разнообразных виртуальных мирах, используя лишь мысли. Ключевая особенность: каждое животное получило три импланта по 96 электродов каждый, размещенных в первичной моторной коре, а также дорсальной и вентральной премоторной коре.
Первая область широко используется в BCI-исследованиях и связана с физическим движением, тогда как две последние, считается, задействованы в планировании движения на более высоком, более абстрактном уровне. Электрические сигналы с имплантов интерпретировала ИИ-модель, которая управляла VR-аватарами, пока обезьяны наблюдали за 3D-монитором.
«Мы не можем, конечно, спросить этих обезьян, но мы просто считаем, что это принципиально более интуитивный способ управления компьютером», — говорит Янссен.
В отличие от предыдущих опытов, где животные управляли только курсором или рукой-аватаром в упрощенном пространстве, на этот раз система позволила перемещаться между комнатами, обходить препятствия и менять точку обзора — от третьего лица к виду от первого. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.
Исследователи надеются, что эти эксперименты проложат путь для людей с параличом — позволят им исследовать виртуальные миры или более интуитивно управлять электрическими колясками в реальном.
«Люди иногда описывают использование нынешних BCI как «попытку пошевелить ушами» — чужеродное и иногда раздражающее ощущение, на освоение которого могут уходить недели или месяцы. Подход сработает и на людях — позволит пациентам с параличом интуитивно перемещаться в виртуальных мирах или управлять электрическими колясками», — считает Янссен.
Это не первый случай, когда обезьяны управляли компьютером силой мысли — первые подобные опыты проводились еще с 1960-х годов, а предыдущие системы позволяли животным перемещать курсор или роботизированную руку. Однако все те разработки ограничивались простыми задачами: шарик в пустом пространстве или одномерное движение вдоль трека.
Команда Янссена впервые соединила одновременную запись из трех зон коры мозга и полноценную реалистичную 3D-среду с динамическим отслеживанием камеры. Еще одно принципиальное отличие: декодер не нуждался в повторного обучения при изменении задачи или среды — обезьяна, натренированная управлять пулей на сетке, без дополнительной тренировки вела аватара в совершенно другом окружении — лесу. Впрочем, клинические испытания еще впереди:
«Нужна определенная работа, чтобы точно знать, куда имплантировать человеку, потому что многие из этих зон у людей до сих пор недостаточно изучены», — объясняет исследователь.
Как отмечается в статье в Science Advances, подход оптимизирован для использования парализованными пациентами: он предполагает короткий этап обучения без явных движений и работу в замкнутом контуре — опираясь на нейропластичность пользователя и устойчивое обобщение декодера.
Источник: NewScientist
Сообщить об опечатке
Текст, который будет отправлен нашим редакторам: