Sommige onderzoekers hopen dat mensen die ledematen verliezen in de toekomst robotprothesen kunnen besturen met behulp van speciale hogesnelheidsinterfaces van de hersencomputer - zoals Luke Skywalker moeiteloos deed in de Star Wars-serie.
Doordat hersensignalen dubbelzinnig zijn en moeilijk direct te decoderen, kunnen de bestaande interfaces van hersencomputers die robotledematen besturen de toegewezen taken niet aan en zijn ze vaak te traag, en zien de bewegingen die onder hun controle worden uitgevoerd er gewoon onhandig uit.
Maar dit kan binnenkort allemaal veranderen. Vorige week publiceerde een team van artsen en neurowetenschappers een artikel in het tijdschrift Nature Medicine over de computerinterface van de hersenen, die een neuraal netwerk gebruikt om hersensignalen te decoderen en de bewegingen van een robotarm nauwkeurig te besturen.
Decoder voor de hersenen
Voor het experiment kregen de onderzoekers toestemming van een 27-jarige patiënt met quadriplegie (verlamming van beide armen en benen, meestal als gevolg van een dwarslaesie in het gebied van de nekwervels). Een set micro-elektroden werd in zijn hersenen geïmplanteerd en de gegevens die van de elektroden werden gehaald, werden ingevoerd in verschillende neurale netwerken, dit zijn kunstmatige-intelligentiesystemen. AI is over het algemeen slecht ontworpen om hersensignalen te verwerken, maar het slaagt erin om patronen te vinden in grote hoeveelheden informatie.
Na een uitgebreide training van bijna twee en een half jaar, hebben neurale netwerken een redelijk goed idee gekregen van welke hersensignalen precies worden geassocieerd met specifieke spiercommando's en hoe mentale signalen naar een robotledemaat kunnen worden verzonden.
Het neurale netwerk stelde de patiënt niet alleen in staat de robotarm met grotere precisie en minder latentie te bewegen dan bestaande systemen, het werkte ook nog beter wanneer de onderzoekers hem lieten trainen. Dat wil zeggen, het neurale netwerk was in staat om te leren welke hersensignalen overeenkwamen met een bepaalde beweging en welke handbewegingen effectiever zijn voor het uitvoeren van een specifieke taak zonder enige instructie van de onderzoekers.
Promotie video:
Met een neuraal netwerk kon een vrijwilliger in het experiment drie kleine voorwerpen met een robotarm oppakken en manipuleren - een vaardigheid die bij een gezond persoon als vanzelfsprekend wordt beschouwd, maar vaak ontoegankelijk voor mensen die op protheses vertrouwen om zich aan te passen aan het dagelijks leven.
Serg vlieger
