Нейросеть поможет парализованным людям писать от руки

29 октября 2019 16:38 Юлия Воробьева

Буквы, "написанные" полностью парализованным пациентом. Фото Frank Willett.

Учёные создали нейронную сеть, которая интерпретирует мысленные команды полностью парализованных пациентов и пишет за них буквы. Новая разработка почти в два раза увеличила скорость, с которой "запертые" люди до сих пор могли общаться с внешним миром.

На ежегодном собрании Общества нейробиологов (Neuroscience 2019) американские исследователи представили технологию, которая существенно облегчит жизнь полностью парализованным людям.

Пациентов, для которых предназначена новая разработка, часто называют "запертыми", поскольку они не могут общаться с внешним миром (хотя некоторым учёные всё же дарят такую удивительную возможность). Парализованные вследствие инсульта, травмы или неврологического заболевания, они не в состоянии сказать или написать даже пару слов.

Ранее электроды, имплантированные в область мозга, задействованную в движении, позволили некоторым "запертым" пациентам перемещать курсор и выбирать на экране буквы, чтобы составлять слова.

Как сообщали "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru), таким способом пациенты были способны "напечатать" до 39 символов в минуту. Однако это примерно в три раза медленнее, чем если бы они писали от руки.

Новая же технология позволяет "запертым" людям передавать свои мысли через "написанный" текст намного быстрее.

В ходе экспериментов доброволец с повреждением спинного мозга, полностью парализованный от шеи, представлял, как он двигает карандашом в руке, чтобы написать каждую букву алфавита.

Две микроэлектродные матрицы считывали сигналы из прецентральной извилины – области, в которой зарождаются сигналы, связанные с сознательными движениями.

Мозговая активность, соответствующая написанию каждой отдельной буквы, фиксировалась специально созданным классификатором. Таким образом исследователи смогли обучить рекуррентную нейронную сеть интерпретировать команды мозга, отслеживая предполагаемую траекторию движения воображаемого кончика карандаша для создания той или иной буквы.

В конечном итоге компьютер мог считывать воображаемые предложения добровольца с точностью 92% и со скоростью около 66 символов в минуту. (Уточняется, что неточности в основном были связаны с распознаванием очень похожих по написанию букв, например, q и g.)

Но и это не предел: по словам разработчиков, практические тренировки значительно увеличат скорость такого "виртуального письма".

Авторы уверены: их технология не только облегчит жизнь полностью парализованным людям, но и пригодится для исследований в области нейробиологии. В частности, с её помощью специалисты смогут улучшить понимание того, как мозг формирует и обрабатывает сигналы, связанные с тонкими движениями.

Кстати, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о технологиях, которые позволяют парализованным людям отвечать на вопросы, а также управлять планшетом и роботизированной рукой силой мысли.