14 сентября 2017 в 12:16 Наука 295

Как управлять кибер-манипулятором силой мысли

Как управлять кибер-манипулятором силой мысли

В XXI веке утрата конечностей или инвалидное кресло больше не приговор. Управляемые непосредственно от мозга кибер-манипуляторы позволяют человеку совершать нужные действия мысленным усилием. В отличие от протеза кибер-манипулятор не соединен с телом. Он устанавливается на любом расстоянии и, через интерфейс мозг – компьютер, управляется по радиоканалу.

Приставка «кибер» означает, что манипулятор не только выполняет конкретные команды, но и сам обрабатывает информацию от чувствительных датчиков, установленных на кибер-пальцах манипулятора. Например, с их помощью манипулятор чувствует, когда его пальцы касаются теннисного шарика, чтобы тут же остановить свое движение и не раздавить предмет. Для считывания электрических потенциалов и превращения их в команды, в мозг пациента вживляется пакет электродов тоньше человеческого волоса. Эти электроды соединяются с миниатюрным усилителем, увеличивающим амплитуду слабых потенциалов в миллион раз, для формирования команд манипулятору. Связывать протезы с моторными зонами мозга посредством вживленных электродов ученые смогли ещё в начале 2000-х годов. Но такой протез не мог останавливать свое движение в нужное время, чтобы, например, аккуратно взять чашку с чаем. Дело в том, что моторная зона мозга, командующая мышцами, и сенсорная зона, отвечающая за прием информации, находятся в разных местах коры головного мозга. Выходит так, что мозг отдает команды протезу, но не получает информацию о том, когда протез завершит нужное действие. Кибер-манипуляторы решают эту проблему с помощью встроенных в протез датчиков, которые посылают информацию прямо в сенсорную кору. Такие датчики определяют, когда манипулятору пора прекратить движение. Среди датчиков: измерители скорости и направления, детекторы захвата и правильного удержания предметов.

Кроме моторной и сенсорной областей существует область планирования движения, расположенная в теменной коре. Профессор Richard Anderson, из университета Caltech,вывел электроды в теменную кору, чтобы получать планы движений. К 2017 году уже два пациента с такими электродами успешно управляют кибер-манипулятором. Чтобы научиться пользоваться манипулятором, связанным с моторной корой, требуется около 3 лет упорных тренировок. Если манипулятор связан с теменной корой - около 7 месяцев. Однако вживление электродов в мозг - это всегда риск инфицирования, кровоизлияния и других побочных эффектов. Поэтому ученые хотят в будущем расшифровывать мысленные команды с использованием электродов, располагаемых на коже головы.

© md-eksperiment.org



Ключевые слова: Что такое кибер-манипулятор, Как управлять кибер-манипулятором, управление силой мысли, научные статьи, наука на портале Эксперимент, California Institute of Technology