Мавпи теж можуть: вчені вперше примусили макак пересуватись у повноцінному 3D-віртуальному світі силою думки — Depositphotos

Вчені з Бельгії навчили мавп орієнтуватися в реалістичних тривимірних віртуальних середовищах за допомогою інтерфейсу мозок-комп’ютер — і зробили це вперше без будь-яких фізичних рухів під час тренування.

Пітер Янссен з KU Leuven у Бельгії та його колеги імплантували інтерфейс мозок-комп’ютер (BCI) трьом макакам-резусам (Macaca mulatta). Мавпи, оснащені BCI, успішно орієнтувалися в різноманітних віртуальних світах, використовуючи лише думки. Ключова особливість: кожна тварина отримала три імпланти по 96 електродів кожен, розміщених у первинній моторній корі, а також дорсальній і вентральній премоторній корі.

Перша ділянка широко використовується в BCI-дослідженнях і пов’язана з фізичним рухом, тоді як дві останні, вважається, задіяні у плануванні руху на вищому, більш абстрактному рівні. Електричні сигнали з імплантів інтерпретувала ШІ-модель, яка керувала VR-аватарами, поки мавпи спостерігали за 3D-монітором.

“Ми не можемо, звісно, запитати цих мавп, але ми просто вважаємо, що це принципово більш інтуїтивний спосіб керування комп’ютером”, — говорить Янссен.

На відміну від попередніх дослідів, де тварини керували лише курсором або рукою-аватаром у спрощеному просторі, цього разу система дозволила переміщатися між кімнатами, обходити перешкоди та змінювати точку огляду — від третьої особи до виду від першого. Результати опубліковані у журналі Science Advances.

Дослідники сподіваються, що ці експерименти прокладуть шлях для людей з паралічем — дозволять їм досліджувати віртуальні світи або більш інтуїтивно керувати електричними візками у реальному.

“Люди іноді описують використання нинішніх BCI як “спробу поворухнути вухами” — чужорідне й іноді дратівливе відчуття, на опанування якого можуть йти тижні або місяці. Підхід спрацює і на людях — дозволить пацієнтам з паралічем інтуїтивно переміщатися у віртуальних світах або керувати електричними візками”, — вважає Янссен.

Це не перший випадок, коли мавпи керували комп’ютером силою думки — перші подібні досліди проводились ще з 1960-х років, а попередні системи дозволяли тваринам переміщати курсор або роботизовану руку. Однак усі ті розробки обмежувались простими завданнями: кулька у порожньому просторі або одновимірний рух вздовж треку.

Команда Янссена вперше поєднала одночасний запис з трьох зон кори мозку та повноцінне реалістичне 3D-середовище з динамічним відстеженням камери. Ще одна принципова відмінність: декодер не потребував повторного навчання при зміні завдання чи середовища — мавпа, натренована керувати кулею на сітці, без додаткового тренування вела аватара в зовсім іншому оточенні — лісі. Втім, клінічні випробування ще попереду:

“Потрібна певна робота, щоб точно знати, куди імплантувати людині, бо багато з цих зон у людей досі недостатньо вивчені”, — пояснює дослідник.

Як зазначається у статті в Science Advances, підхід оптимізований для використання паралізованими пацієнтами: він передбачає короткий етап навчання без явних рухів і роботу в замкнутому контурі — спираючись на нейропластичність користувача та стійке узагальнення декодера.