Imaginati-va ca puteti controla un brat robot de la distanta, folosindu-va doar mintea. Acum imaginati-va ca puteti simti cand degetele ii prind un obiect, ca si cum ar fi propria mana. Cercetatorii americani au publicat joi un studiu in revista Science despre prima interfata creier-computer din lume care a permis unui voluntar cu paralizie de la piept in jos sa realizeze chiar acest lucru.
Echipa spune ca munca lor demonstreaza ca adaugarea unui simt al atingerii imbunatateste drastic functionalitatea protezelor pentru tetraplegici, in comparatie cu faptul ca se bazeaza doar pe indicii vizuale.
,,Sunt primul om din lume care are implanturi in cortexul senzorial pe care le pot folosi pentru a-mi stimula in mod direct creierul”, a declarat pentru AFP Nathan Copeland, in varsta de 34 de ani.
,,Si atunci simt ca parca o senzatie vine din mana mea reala”. In 2004, Copeland a avut un accident de masina care l-a lasat cu o leziune grava a maduvei spinarii si fara a folosi mainile sau picioarele.
El s-a oferit voluntar sa participe la cercetari stiintifice si, in urma cu sase ani, a suferit o operatie majora pentru a-i implanta electrozi mici in creier. Doua seturi de 88 de electrozi cu latimea unui fir de par sunt dispuse in ,,retele” care seamana cu mici perii de par si patrund adanc in cortexul motor al creierului , care directioneaza miscarea.
Mai putin de 30 de persoane din lume au astfel de implanturi, a declarat pentru AFP co-autorul studiului, Rob Gaunt, profesor asistent in cadrul Departamentului de Medicina Fizica si Reabilitare de la Universitatea din Pittsburgh.
Copeland s-a asezat din bratul robotizat negru metalic si i s-a cerut sa ridice o serie de obiecte mici, cum ar fi stancile, sferele si sa le aseze pe o cutie – fie cu senzorii tactili aprinsi, fie opriti.
Ceea ce este unic la Copeland este un set suplimentar de electrozi care sunt conectati la cortexul sau somatosenzorial, care primeste si proceseaza senzatii.
,,Cand apucam obiecte, folosim acest simt al atingerii foarte natural pentru a ne imbunatati capacitatea de control”, a explicat Gaunt.
Echipa a dezvoltat o interfata care este ,,bidirectionala” – adica nu numai ca poate ,,citi” instructiuni din creier si le poate trimite la membrul artificial, ci poate ,,scrie” senzatii de pe dispozitiv si le poate transmite inapoi. Ideea de a trimite feedback tactil catre cortexul somatosenzorial se intoarce cu zeci de ani in urma, dar a facut acest lucru intr-un mod controlat si usor de inteles de circuitele creierului a fost o provocare.
,,Nimeni nu stia la ce sa se astepte, deoarece acest lucru se facuse doar la maimute si nu poti intreba o maimuta ce simte ceva”, a spus Copeland.
Apoi a venit momentul adevarului, cand au incercat sa trimita primul lor semnal tactil.
,,A fost foarte slab”, si-a amintit el. Le-a cerut sa incerce din nou, pentru a fi siguri ca este real.
,,Oh, da, asa se simte si a fost super tare”, a spus el.
Grafic pe un brat protetic conrolat pe ganduri care poate fi folosit de o persoana paralizata si care poate oferi feedback la atingere.
De doua ori mai rapid
Inainte ca interfata sa poata functiona cu bratul robot , oamenii de stiinta au trebuit sa efectueze o serie de teste cu Copeland. In primul rand, au trebuit sa invete care electrozi au cauzat ce senzatie atunci cand sunt activati si cu ce degete au fost asociati, pentru a configura corect mana robotica.
De asemenea, l-au facut sa urmareasca videoclipuri cu bratul robot care se misca la stanga sau la dreapta si au inregistrat electrozii care s-au aprins cand i s-a cerut sa ,,creada” ca el il controleaza.
Copeland s-a asezat langa bratul robotizat negru metalic si i s-a cerut sa ridice o serie de obiecte mici, cum ar fi stancile, sferele si sa le aseze pe o cutie – fie cu senzorii tactili aprinsi, fie opriti.
El a reusit sa finalizeze fiecare sarcina in medie de doua ori mai rapid cand senzorii au fost activati si a fost chiar in masura sa realizeze sarcini mai complexe, cum ar fi ridicarea unui pahar si turnarea continutului acestuia in altul.
„Senzatia mi-a dat acea asigurare si incredere de a sti ca am avut cu siguranta o buna apucare a obiectului si as putea sa-l ridic”, a spus Copeland.
Echipa vrea sa rafineze in continuare protezele, deoarece ,,nu vrem sa facem doar experimente stiintifice in laborator, vrem sa construim de fapt dispozitive care sa fie utile oamenilor din casele lor”, a adaugat Gaunt.
Copeland si-a instalat interfata creier-computer acasa atunci cand pandemia COVID a inchis universitatea si si-a folosit timpul de oprire pentru a invata sa deseneze pe o tableta si chiar sa joace jocuri video.
El face acest lucru folosindu-si mintea pentru a trimite semnale direct la computer, mai degraba decat folosind bratul pentru a apasa butoanele.
