Neuralink произвела сенсацию в технологической части нервных имплантатов, но пока не показала их практического применения (если вы не являетесь поклонником Pong).
На этой неделе академическое сообщество представило довольно впечатляющий пример перспективных возможностей нейронных имплантатов.
С помощью нейронного имплантата парализованный человек мог печатать примерно 90 символов в минуту, просто представляя, что пишет эти символы от руки.
Это безумный скачок вперед.
Нейронный имплант с мгновенной обратной связью
Предыдущие попытки передать парализованным людям навыки набора текста с помощью имплантатов включали виртуальные клавиатуры и курсоры, которые нужно было двигать вместе с умом.
Эффективный, но медленный процесс, который требует, чтобы субъект следил за движением курсора и определял, когда следует выполнить действие, эквивалентное нажатию клавиши. Не говоря уже о времени, которое требуется, чтобы научиться управлять системой.
Но есть и другие способы выбросить эти слова из головы. Где-то в процессе письма мы формируем намерение использовать определенный символ, и нейронный имплантат, отслеживающий это намерение, потенциально может сработать. Процесс все еще не очень ясен.
Но но…
После этого намерения решение передается в моторную кору, где оно переводится в действия.
Опять же, существует фаза намерения, в которой моторная кора определяет, что она будет формировать букву (например, печатать или писать), и это преобразуется в определенные мышечные движения, необходимые для выполнения действия.
Напротив, эти процессы гораздо лучше поняты, и на них исследовательская группа нацелена в своей новой работе.
Исследование нейронных имплантатов (Эккола)
В частности, исследователи поместили два имплантата в премоторную кору парализованного человека. Считается, что эта область участвует в формировании намерения выполнить движения.
Установив имплантаты в нужное место, исследователи попросили участника представить, как он пишет буквы на странице, и при этом записали нейронную активность.
Что вышло
В целом из примерно 200 электродов в премоторной коре участника не все были полезны для написания писем. А вот для тех, что были, авторы провели анализ главных компонент. Преобразовав эти записи в двухмерный сюжет, команда заметила, что физически похожие персонажи, такие как Бох и Нер, образуют однородные группы нейронных записей.
В целом исследователи обнаружили, что могут расшифровать соответствующий символ. с точностью чуть более 94%, но системе требовался относительно медленный анализ после записи нейронных данных.
Чтобы заставить все работать в реальном времени, исследователи обучили нейронную сеть оценивать вероятность сигнала, соответствующего каждой букве.
Результаты нейронного имплантата для письма мыслью
Несмотря на работу с относительно небольшим объемом данных (всего 242 предложения), система работала очень хорошо.
Задержка между мыслью и появлением персонажа на экране составила около полсекунды и участник смог выдать около 90 символов в минуту, превзойдя предыдущий рекорд (25 символов в минуту). Чистая частота ошибок нейронного имплантата это было всего около 5%. С добавлением автоматического корректора она снизилась до 1%.
Все тесты проводились с заранее заданными предложениями. На более продвинутом этапе исследователи просили участника напечатать ответы в свободной форме. Здесь немного упала скорость (до 75 символов в минуту) и количество ошибок после автоисправления увеличилось до 2%, но система по-прежнему работала как часы.
Нейронный имплантат, мы в нулевом году
Как заявили сами исследователи, это «пока не полная и клинически обоснованная система». Начнем с того, что его использовали только на одном человеке — мы до сих пор понятия не имеем, насколько хорошо он может подействовать на других. Кроме того, используемый алфавит не содержал цифр и знаков препинания.
Тем не менее, система показала огромное увеличение скорости по сравнению с предыдущими системами управления нейронными имплантатами с превосходной точностью.
