科学者たちは、障害を持つ人々が自分の考えとコミュニケーションをとるためのいくつかの方法を模索しています。 最新かつ最速の方法は、自分を表現するためのヴィンテージの手段である手書きに戻ります。
研究者たちは初めて、手で手紙を書こうとすることに関連する脳の活動を解読しました。 チームは、脳にセンサーが埋め込まれている麻痺のある参加者と協力して、文字を書き込もうとしたときにアルゴリズムを使用して文字を識別しました。 次に、システムはテキストを画面にリアルタイムで表示しました。
研究の共著者であるスタンフォード大学のハワードヒューズ医学研究所の研究者であり、スタンフォードの脳神経外科医であるジェイミーヘンダーソンと共同で作業を監督した研究共著者のクリシュナシェノイは、この革新により、さらなる発展により、麻痺のある人々が手を使わずにすばやくタイプできるようになる可能性があると述べています。
手書きを試みることにより、研究参加者は毎分90文字を入力しました。これは、このような「ブレインコンピューターインターフェイス」を使用した入力の以前の記録のXNUMX倍以上です。
この テクノロジー カリフォルニア大学バークレー校の神経工学者ホセ・カルメナ氏は、この研究には関与していないが、同種の研究者らは、あらゆる種類の障害を持つ人々を助ける可能性があると述べている。 この発見は暫定的なものではあるが、「この分野における大きな進歩だ」と彼は言う。
ブレイン・コンピューター・インターフェースは思考を行動に変えます、とカルメナは言います。 「この論文は完璧な例です。インターフェースは書き込みの考えを解読し、アクションを生成します。」
思考力のあるコミュニケーション
怪我や病気で人の動きが失われると、歩いたり、コーヒーを飲んだり、文章を話したりするための脳の神経活動が残ります。 研究者はこの活動を利用して、麻痺や切断のある人が失われた能力を取り戻すのを助けることができます。
必要性は、障害の性質によって異なります。 手を使えなくなった人の中には、音声認識やその他のソフトウェアを備えたコンピューターを使用できる人もいます。 発話困難者のために、科学者たちは人々のコミュニケーションを助ける他の方法を開発してきました。
近年、シェノイのチームは、音声を再現することを期待して、音声に関連する神経活動を解読しました。 また、センサーが埋め込まれた参加者が、腕の動きの試みに関連する考えを使用して、画面上でカーソルを移動する方法を考案しました。 この方法で文字をポイントしてクリックすると、40分あたり約XNUMX文字を入力できます。これは、ブレインコンピューターインターフェイス（BCI）を使用した入力の以前の速度記録です。
しかし、誰も手書きを見ていませんでした。 シェノイのグループの神経科学者であるフランク・ウィレットは、紙にペンを置くことによって引き起こされた脳の信号を利用することが可能かどうか疑問に思いました。 「私たちは人々がより速くコミュニケーションできるようにする新しい方法を見つけたいと思っています」と彼は言います。 彼はまた、何か違うことを試す機会にも動機付けられました。
チームは、BrainGate2と呼ばれる臨床試験に登録された参加者と協力しました。BrainGateXNUMXは、BCIの安全性をテストしています。 リレー 参加者の脳からコンピューターに直接情報を提供します。 （試験のディレクターは、ブラウン大学マサチューセッツ総合病院とプロビデンスVA医療センターの神経内科医および神経科学者であるLeigh Hochbergです。）ヘンダーソンは、手と腕を制御する脳の部分にXNUMXつの小さなセンサーを埋め込みました。たとえば、自分の麻痺した腕を動かそうとして、画面上でロボットの腕やカーソルを動かすことができます。
調査時点で65歳だった参加者は、脊髄損傷を負い、首から下が麻痺したままでした。 機械学習アルゴリズムは、人間が書くことを想像したときにセンサーが個々のニューロンから拾った信号を使用して、脳が各文字で生成したパターンを認識しました。 このシステムを使えば、男性は同年代の人がスマートフォンで入力するのと同じ速度で文章をコピーし、質問に答えることができます。
このいわゆる「ブレイン・トゥ・テキスト」BCIは非常に高速です。これは、各文字が非常に特徴的なアクティビティパターンを引き出し、アルゴリズムが互いに区別するのを比較的容易にするためです、とウィレット氏は言います。
新しいシステム
Shenoyのチームは、現在のスマートフォンで使用されているようなポイントアンドクリックナビゲーションや、音声デコードの試行も含む、より包括的なシステムの一部として、テキスト入力に手書きの試行を使用することを想定しています。 「これらのXNUMXつまたはXNUMXつのモードを持ち、それらを切り替えることは、私たちが自然に行うことです」と彼は言います。
次に、シェノイ氏は、チームは、筋萎縮性側索硬化症、運動と発話の喪失をもたらす退行性神経障害のある人など、話すことができない参加者と協力するつもりであると言います。
新しいシステムは、多くの状態によって引き起こされる麻痺に苦しむ人々を潜在的に助ける可能性がある、とヘンダーソンは付け加えます。 それらが含まれます 脳 『潜水服は蝶の鐘』の著者であるジャン＝ドミニック・バウビーを苦しめた茎のストローク。 「彼は、目の動きを使って、キャラクターをXNUMXつずつ丹念に選択することで、この感動的で美しい本を書くことができました」とヘンダーソンは言います。 「彼がフランクの手書きインターフェースで何ができたか想像してみてください！」