Интерфейсы мозг-компьютер - среди номинантов Science на звание "прорыв года"
Посмотреть на Яндекс.Фотках
Статья Сергея Шишкина на Neuroscience.ru
В числе достижений 2012 года, номинированных на звание "достижение 2012 года" (или "прорыв 2012 года") по версии Science, оказался и интерфейс мозг-компьютер. Точнее, его использование парализованными пациентами "для выполнения сложных движений".
http://www.sciencemag.org/content/338/6114/1525.full
Breakthrough of the Year: The Runners-Up
Science 21 December 2012:
Vol. 338 no. 6114 pp. 1525-1532
DOI: 10.1126/science.338.6114.1525
Из 10 номинантов звание "Breakthrough of the Year" в итоге было ожидаемо присуждено бозону Хиггса. Остальных номинантов Science не ранжировал.
Что касается интерфейсов мозг-компьютер, то речь идет, главным образом, о работе питтсбургской команды под руководством Эндрю Шварца с пациенткой из Пенсильвании по имени Jan Scheuermann, которой посвящена опубликованная в конце года их статья в журнале "Ланцет":
http://www.thelancet.com/journals/la...816-9/abstract
Jennifer L Collinger et al. High-performance neuroprosthetic control by an individual with tetraplegia. Lancet, Early Online Publication, 17 December 2012.
(сейчас доступна тут: http://extremelongevity.net/wp-conte...n-machine1.pdf )
Об этой работе также можно прочитать здесь:
http://www.technologyreview.com/news...led-robot-arm/
Patient Shows New Dexterity with a Mind-Controlled Robot Arm -
Susan Young
MIT Technology Review, December 16, 2012.
См также видео там же, а также здесь:
http://www.cbsnews.com/video/watch/?id=50137368n
и на сайте лаборатории Шварца (в частности, там есть и такое: "Jan modulates a single brain cell"!):
http://motorlab.neurobio.pitt.edu/multimedia.php
Как видно из этих видео, движения выполняются все-таки не очень сложные, а точность их оставляет желать лучшего. Тем не менее они уже несколько лучше, чем то, что в том же 2012-м несколько раньше удалось другим их пациентам, как пишет Science:
By demonstrating more fluid
and natural movements, this case
study improves on another impressive
report earlier this year. In that
study-the first published demonstration
that paralyzed human patients can use a
BMI to execute complex movements in three
dimensions-a 58-year-old woman who had
been unable to speak or move her limbs for
15 years manipulated a robotic arm with her
thoughts, reaching out to grasp a bottle and
take a sip of coffee. A tetraplegic man, 66,
also learned to touch and grasp objects.
Интересно, что в наиболее новом ролике - http://motorlab.neurobio.pitt.edu/vi...ough_story.zip (121.41 MB) (13-минутный фрагмент из телепередачи "Breakthrough - 60 minutes" (?) 30 декабря 2012 года, в котором рассказывается о 115-миллионодолларовой программой DARPA под названием Revolutionizing Prosthetics и о том, что при ее поддержке делают питтсбургцы) - движения управляемой Jan роботизированной руки выглядят уже более сложными и точными. Возможно, это результат продолжающейся адаптации и обучения, или каких-то дополнительных усовершенствований. Этот ролик очень стоит посмотреть...
В MIT Technology Review отмечают:
A crucial next step for the Pittsburgh team will be incorporating sensory feedback into the prosthetic. The arm has over 100 sensors, says McLoughlin, capable of detecting vibration, pressure, temperature, and more. The team is also working on developing a wireless version of the brain-machine interface so that participants do not have to have electronics sticking out of their heads.
Прогресс, конечно, весьма впечатляющий.
О базовой физиологии, лежащей в основе этих работ, можно прочитать в открытом доступе:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/1...06.126698/full
Andrew B. Schwartz. Useful signals from motor cortex. The Journal of Physiology. Volume 579, Issue 3, pages 581-601, March 2007.
Однако подходы лаборатории Шварца и нескольких других известных американских проектов требуют использования инвазивных технологий, а подавляющее большинство пациентов не готово идти на сопряженный с операциями на мозге риск ради получаемых возможностей управления роботизированными протезами. Риск еще долгое время будет оставаться реальным, а получаемые возможности - весьма ограниченными.
В связи с этим разработка неинвазивных ИМК для управления протезами и другой робототехникой для парализованных пациентов остается очень актуальной. Работы в этом направлении начинаются сейчас и в России.