Ochrnutý muž pilotuje virtuálny dron myslením na pohyb prstov
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 31. 1. 2025
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Mozgovo-počítačové rozhrania môžu ochrnutým ľuďom umožniť vykonávať základné činnosti, ako je jedenie a písanie na klávesnici. No, v živote je toho viac ako jedenie a písanie. Práve v tomto smere prichádza do úvahy nový bezprecedentné rozhranie mozog-počítač (Brain-Computer Interface – BCI), ktoré umožnilo ochrnutému mužovi riadiť virtuálny dron len tým, že myslel na pohyb prstov.
Hoci existujú rôzne typy rozhraní mozog-počítač, ktoré fungujú rôznymi spôsobmi, mnohé z nich zisťujú vzorce elektrickej aktivity v mozgu, ktoré zodpovedajú myšlienkam na pohyb určitých častí tela.
Ak napríklad ochrnutý používateľ myslí na to, že zdvihne svoju nepohyblivú pravú ruku, aj keď ju v skutočnosti zdvihnúť nemôže, rozhranie mozog-počítač rozpozná zreteľný vzorec neurónov, ktoré sa spúšťajú v reakcii na túto myšlienku. Systém potom vykoná preddefinovanú činnosť, ktorá zodpovedá tomuto myšlienkovému príkazu, napríklad zdvihnutie ruky robotickej ruky.
Doteraz sa táto technológia zameriavala najmä na to, aby používateľom umožnila vykonávať činnosti typu každodenných úloh. Rozhrania mozog-počítač sa použili napríklad na zdvíhanie jedla do úst ochrnutého používateľa alebo na výber písmen na obrazovke počítača pri písaní správ. Pre používateľov je však veľmi dôležité aj to, aby mohli hrať hry, zúčastňovať sa na rekreačných aktivitách a inak sa sociálne spájať s inými ľuďmi.
Preto prichádza na rad nový systém rozhrania mozog-počítač. Vyvinuli ho v rámci existujúceho projektu BrainGate2 vedci zo Stanfordskej univerzity, Univerzity Rice a Brownovej univerzity v USA.
Zatiaľ čo niektoré rozhrania mozog-počítač neinvazívne snímajú hodnoty EEG (elektroencefalografie) pomocou sústavy elektród umiestnených na pokožke hlavy, toto nové rozhranie mozog-počítač si vyžaduje chirurgickú implantáciu dvoch sústav do motorickej kôry mozgu. To je potrebné na presné monitorovanie neurónov spojených s jemným ovládaním prstov.
Od každej z elektród vedú drôty k podstavcu, ktorý je ukotvený k lebke a vystupuje cez kožu. Jeho vonkajší port môže byť pevne pripojený k počítaču, ktorý analyzuje údaje EEG.
V rámci štúdie bol systém použitý na to, aby 69-ročný tetraplegik mohol riadiť virtuálnu kvadrokoptéru cez virtuálnu prekážkovú dráhu v interiéri. Nešlo o náhodne zvolenú činnosť, keďže testovaný subjekt mal vášeň pre lietanie. Aby mohol ovládať dron, musel si predstaviť svoju pravú ruku rozdelenú na tri časti - palec; ukazovák a prostredník; prstenník a malíček.
Mentálne pohyby palca hore, dole, doľava a doprava spôsobili, že kvadrokoptéra išla dopredu, dozadu, zatáčala doľava, resp. doprava. Zdvihnutie ukazováka / prostredníka nahor a ich zloženie nadol spôsobilo, že dron išiel hore a dole, zatiaľ čo zdvihnutie a zloženie prstenníka / malíčka spôsobilo, že virtuálny dron sa otáčal doprava alebo doľava.
Počas celkovo deviatich dvoj až päťhodinových tréningov sa testovaný subjekt zdokonalil v pilotovaní dronu cez prekážkovú dráhu, dokonca kombinoval viacero príkazov prstom na vykonanie dvoch pohybov súčasne (napríklad let nahor pri zatáčaní doprava a tak ďalej). Nevykazoval žiadne známky únavy a v skutočnosti si vyžiadal viac času letu, keď nebol formálne testovaný.
„Ľudia majú tendenciu zameriavať sa na obnovu takých funkcií, ktoré sú základnými potrebami - stravovanie, obliekanie, mobilita - a tie sú dôležité,“ hovorí profesorka Jaimie Hendersonová zo Stanfordskej univerzity, spoluautorka článku o štúdii, “ale často sa skracujú iné, rovnako dôležité aspekty života, ako je rekreácia alebo spojenie s rovesníkmi. Ľudia chcú hrať hry a komunikovať s priateľmi.“
Článok o výskume bol nedávno uverejnený v magazíne Nature Medicine.
