Он был способен хватать, передвигать и ронять предметы, просто представляя, как он выполняет эти действия.

Устройство, известное как интерфейс мозг-компьютер (BCI), проработало рекордные 7 месяцев без необходимости настройки. До сих пор такие устройства работали всего день или два.

BCI опирается на модель искусственного интеллекта, которая может подстраиваться под небольшие изменения, происходящие в мозге, когда человек повторяет движение - или, в данном случае, воображаемое движение - и учится делать это более изощренным способом.

"Это сочетание обучения между людьми и искусственным интеллектом является следующим этапом для этих интерфейсов мозг-компьютер", - сказал невролог Карунеш Гангули, доктор медицинских наук, профессор неврологии и член Института неврологических наук Вейля Калифорнийского университета. "Это то, что нам нужно для достижения сложной, реалистичной функции".

Исследование, которое финансировалось Национальными институтами здравоохранения, опубликовано 6 марта в журнале Cell.

Ключевым моментом стало открытие того, как активность мозга меняется изо дня в день, когда участник исследования неоднократно представлял себе выполнение определенных движений. Как только искусственный интеллект был запрограммирован на учет этих сдвигов, он работал месяцами подряд.

Местоположение, местоположение, местоположение

Гангули изучал, как паттерны мозговой активности у животных представляют определенные движения, и увидел, что эти представления менялись изо дня в день по мере того, как животное училось. Он подозревал, что то же самое происходит и с людьми, и именно поэтому их ИМК так быстро утратили способность распознавать эти паттерны.

Гангули и исследователь-невролог Нихилеш Натрадж, доктор философии, работали с участником исследования, который был парализован в результате инсульта несколькими годами ранее. Он не мог ни говорить, ни двигаться.

На поверхности его мозга были имплантированы крошечные датчики, которые могли улавливать мозговую активность, когда он представлял себе движение.

Чтобы увидеть, менялись ли структуры его мозга с течением времени, Гангули попросил участника представить, как двигаются различные части его тела, такие как руки, ноги или голова.

Хотя на самом деле он не мог двигаться, мозг участника все еще мог выдавать сигналы для выполнения движения, когда он представлял, что делает это сам. BCI записывал представления мозга об этих движениях с помощью датчиков в его мозге.

Команда Гангули обнаружила, что форма представлений в мозге оставалась неизменной, но их расположение слегка менялось изо дня в день.

От виртуального к реальности

Затем Гангули попросил участника представить, что он совершает простые движения пальцами рук в течение двух недель, в то время как датчики регистрировали активность его мозга для обучения искусственного интеллекта.

Затем участник попытался управлять роботизированной рукой. Но движения все равно были не очень точными.

Итак, Гангули заставил участника попрактиковаться на виртуальной роботизированной руке, которая давала ему обратную связь о точности его визуализаций. В конце концов, он заставил виртуальную руку делать то, что он хотел.

Как только участник начал практиковаться с настоящей роботизированной рукой, ему потребовалось всего несколько практических занятий, чтобы перенести свои навыки в реальный мир.

Он мог заставить роботизированную руку поднимать блоки, поворачивать их и перемещать в новые места. Он даже смог открыть шкафчик, достать чашку и поднести ее к дозатору воды.

Месяцы спустя участник все еще мог управлять роботизированной рукой после 15-минутной "настройки", чтобы приспособиться к тому, как изменились его представления о движениях с тех пор, как он начал использовать устройство.

В настоящее время Гангули совершенствует модели искусственного интеллекта, чтобы роботизированная рука двигалась быстрее и плавнее, и планирует протестировать BCI в домашних условиях.

Для людей с параличом возможность самостоятельно накормить себя или попить воды изменила бы их жизнь.

Гангули считает, что это в пределах досягаемости.

"Я очень уверен, что теперь мы узнали, как построить систему, и что мы сможем заставить это работать", - сказал он.