Ovládání kurzoru myšlenkou rychleji, přesněji a jednodušeji

Ovládání kurzoru myšlenkou rychleji, přesněji a jednodušeji

V testu nové verze systému mozkových implantátů BrainGate dokázali dva paralyzováni lidé ovládat kurzor počítače s přesněji a rychleji, než se v podobných experimentech dosud podařilo zaznamenat. Tématu se věnoval Business Insider, výsledky výzkumu zveřejnil vědecký magazín Nature Medicine.

Zlepšení výsledků nastalo z více příčin. Vylepšený hardware umožnil zkrátit zpoždění mezi představou pohybu a samotným pohybem kurzoru. Lepší zpracování signálu pro změnu umožnilo odstranit rušivý vliv elektrického šumu okolí.

Klepněte pro větší obrázek 
Model zařízení BrainGate

Ovládání kurzoru zjednodušil i vylepšený algoritmus dekódující mozkovou aktivitu. Zvýšit přesnost pomohla i odlišná formulace instrukcí. Ty nezahrnovaly pohyb celé ruky jako v minulých experimentech, ale pouze pohyb prstu.

S implantátem v mozku

Zařízení vyvinul třicetičlenný vědecký tým neurovědců, inženýrů a počítačových vědců z Brownovy univerzity, Stanfordovy univerzity a dalších institucí. Systém využívá skutečnost, že když se rozhodneme provést nějaký pohyb, v našem mozku vznikne unikátní vzorec elektrické aktivity, který odešle příkaz svalům.

Oba paralyzováni účastníci testování měli proto v pohybové (motorické) kůře mozku voperován čtyřmiletrový čtvercový implantát s elektrodami. Ty detekovaly vzorce mozkové aktivity vznikající v okamžiku, kdy se rozhodli pohnout rukou nebo dlaní.

U zdravých lidí by impulsy putovaly přes nervy až do svalů, které by pohyb provedly. V tomto případě signál přenášel vodič. Spojoval implantát s počítačem, kde sofistikované algoritmy proměňovaly vzorec elektrické aktivity na pohyb kurzoru na obrazovce.

Efektivnější i jednodušší

Během každého pokusu seděli účastníci před monitorem, který zobrazoval náhodně rozmístěny body. Vědci je následně vyzvali, abys představili, že pohnou prstem (tedy kurzorem) směrem k některému z nich.

Účastníkům se to dařilo v nejkratším čase, jaký se kdy podařilo při podobných experimentech zaznamenat. Navíc, podle obou bylo ovládání systému poměrně jednoduché

Jeden z účastníků dokázal pomocí myslí ovládaného kurzoru psát rychlostí šest slov za minutu. Celkově se oběma dařilo provádět úkoly o 50% rychleji než se starší verzí systému.

Videozáznam experimentu:

Technologie má stále řadu omezení. Software, který se používá k dekódování mozkové aktivity, je například třeba během každého testování opakovaně kalibrovat kvůli zlepšení ovládání. To je pro každodenní používání nepraktické.

V neposlední řadě, zařízení je nutné zapojit přímo do mozku přes lebku pacienta. Vědci proto pracují na implantátu, který bude po voperován vysílat signály bezdrátově.

Cíl se blíží

Schopnost ovládat počítač mozkovou aktivitou může výrazně zlepšit kvalitu života a schopnost komunikovat u lidí, kteří jsou z různých příčin paralyzováni. Například u pacientů, kteří ztratili schopnost pohybu kvůli mozkové mrtvici, po zranění páteře, nebo trpí amyotrofickou laterální sklerózou (ALS), která postihla například fyzika Stephena Hawkinga, a kterou trpí i oba účastníci výzkumu.

„Když dokáží ovládat kurzor intuitivně as vysokou mírou přesnosti, mohou ho použít na různé jiné úkoly, například psaní, běžné používání počítače, nebo cokoliv, na co byste použili kurzor,“ řekl neurochirurg Jaimie Henderson ze Stanfordovy univerzity, který výzkum vedl. 

Pomocí zařízení BrainGate se v minulosti podařilo ovládat i robotické ruky. Výzkumníci proto doufají, že nakonec pomocí systému elektrické stimulace dokáží obnovit ovládání samotných končetin pacienta. „Jsme o krok blíže k dosažení našeho cíle,“ prohlásil Henderson.

Témata článku: Technologie, Myši, Stephen Hawking, Medicine, Nature, Podobný experiment, Jednoduchý vzorec, Nejkratší čas, Zdravý mozek, Kurzor, Als, Hawking

Určitě si přečtěte

Velká podzimní aktualizace Windows 10 je tady: Co přináší Fall Creators Update

Velká podzimní aktualizace Windows 10 je tady: Co přináší Fall Creators Update

** Po půl roce je tu další aktualizace Windows ** A opět přináší hlavně hromadu drobných kosmetických vylepšení ** Podívali jsme se na ty nejzajímavější

17.  10.  2017 | Jakub Čížek | 186

Jak funguje největší akumulátor v Česku: podívejte se do elektrárny Dlouhé Stráně

Jak funguje největší akumulátor v Česku: podívejte se do elektrárny Dlouhé Stráně

** Přečerpávací vodní elektrárna Dlouhé stráně je obdivuhodné technické dílo ** Stejná turbína vyrábí elektřinu i tlačí vodu zpět do horního jezera ** Strojovna elektrárny je zabudována v podzemí

19.  10.  2017 | David Polesný | 19

Budoucností Windows 10 je Fluent Design. Takto bude jednou vypadat celý systém

Budoucností Windows 10 je Fluent Design. Takto bude jednou vypadat celý systém

** Fluent Design je vzhled, do kterého postupně Microsoft převleče celý systém ** Staví na průhlednosti a velkých plochách ** Do Windows 10 se z části dostane už zítra při vydání podzimní aktualizace

16.  10.  2017 | Stanislav Janů | 158

Nejlepší optické iluze: Z toho vám půjde hlava kolem

Nejlepší optické iluze: Z toho vám půjde hlava kolem

** Mozek se nechá snadno ošálit, a to mnoha způsoby ** Podívejte se na několik nejlepších optických iluzí ** Iluze dokazují, že vnímání reality může být značně zkreslené

16.  10.  2017 | Vojtěch Malý


Aktuální číslo časopisu Computer

Nový seriál o programování elektroniky

Otestovali jsme 17 bezdrátových sluchátek

Jak na nákup vánočních dárků ze zahraničí

4 tankové tiskárny v přímém souboji