Innovation
Forskarnas framsteg öppnar för hjärnstyrda proteser
På sikt är målet hjärnstyrda proteser. Nu har forskare utvecklat teknik som gjort det möjligt för en förlamad person att styra en muspekare med hjärnan, utan behov av dagliga rekalibreringar av systemet.
Publicerad
Vad har hänt? Tack vare bland annat maskininlärning har en förlamad person kunnat styra en muspekare med hjärnan, utan krav på ständiga omstarter och rekalibreringar av systemet. Forskare vid University of California, San Francisco, står bakom tekniken.
– Att anpassa ett artificiellt inlärningssystem så det fungerar smidigt med hjärnans sofistikerade långsiktiga inlärningsscheman är något som aldrig tidigare har demonstrerats hos en förlamad person, säger forskaren Karunesh Ganguly, som också är studiens huvudförfattare, i ett uttalande.
Förklara tekniken lite närmare! Befintliga hjärna-datorgränsnitt (Brain-computer interfaces, BCIs) förutsätter dagliga omstarter och rekalibreringar av systemen. Det har gjort det svårt att få till en teknik som härmar hjärnans inlärningsprocess. Artificiell intelligens och maskininlärning är två viktiga ingredienser i det recept som gör det nya systemet mer människolikt. En annan viktig komponent är det lilla implantat med elektroder som placeras direkt på hjärnan och som övervakar hjärnbarkens elektriska aktivitet.
Hur har försöken gått till? Till en början fick den förlamade individen föreställa sig att hen rörde sin nacke och handleder, samtidigt som muspekaren rörde sig. Detta har legat till grund för att uppdatera och anpassa forskarnas algoritm. Algoritmen har uppdaterats ända tills muspekarens rörelser matchat försökspersonens hjärnaktivitet. Hela den här processen gjordes till en början dagligen.
För att skapa ett mer långsiktigt hållbart system ändrade dock forskarna algoritmen så den började uppdateras i fas med försökspersonens hjärnaktivitet, ungefär var tionde sekund. Då krävdes inte längre dagliga omstarter. Därmed kunde systemet byggas på och förbättras över flera dagar.
Detta bidrog till att försökspersonen över tid kunde skapa ett slags bestående minne av lösningen som styrde gränssnittet. Systemet kunde nästan drivas som en utökad del av användaren själv. Detta gjorde det i sin tur möjligt för forskarna att bygga på sin uppfinning med bland annat en klick-funktion, utan att påverka prestandan.
Vad kan det här leda till? Forskarna bakom studien hoppas kunna utveckla hjärnstyrda arm- och benproteser.
Studien ”Plug-and-play control of a brain–computer interface through neural map stabilization” har publicerats i Nature Biotechnology.
