Znajdź zawartość

Obserwując skutki wyobrażania sobie ruchu w określonym kierunku, mózg bardzo szybko potęguje siłę sygnału, by zwiększyć przesunięcie kursora. Oznacza to, że interfejsy mózg-komputer naprawdę mają przyszłość, a wbrew sceptycznemu nastawieniu niektórych naukowców, proces uczenia powinien przebiegać szybciej, niż ktokolwiek się spodziewał. Eksperci z University of Washington współpracowali z ośmioma pacjentami ze szpitali w Seattle, którzy chorowali na padaczkę i czekali na operację. Do powierzchni ich mózgów przyczepiono rejestrujące siłę sygnału elektrody. Proszenie ludzi, by wyobrazili sobie wykonywanie jakiegoś ruchu, np. przemieszczania ramienia, to powszechna praktyka, w wyniku której ma powstać sygnał pozwalający kontrolować jakieś urządzenie, np. komputer bądź protezę. Dotąd proces ten był słabo poznany. Przeprowadzono wiele badań na nieczłekokształtnych naczelnych. Ale jak poprosić zwierzę o wyobrażenie robienia czegoś? Nawet nie wiemy, czy to potrafią – tłumaczy doktorant Kai Miller. Dlatego postanowiono przeprowadzić podobny eksperyment z ludźmi. Na początku zmierzono natężenie sygnału, gdy ochotnicy ściskali i rozluźniali pięść, wystawiali język, wzruszali ramionami lub wymawiali słowo "ruch". Potem Amerykanie prosili o wyobrażenie sobie wykonywania tych samych czynności i ponownie przeprowadzali pomiar. Jak oczekiwano na podstawie wcześniejszych studiów, sygnał był podobny jak przy rzeczywistych działaniach, ale o wiele słabszy. Ostatecznie naukowcy obserwowali aktywność mózgu, gdy chorzy wyobrażali sobie dany ruch, a sygnał wykorzystywano do przesunięcia kursora w stronę celu widocznego na ekranie komputera. Po mniej niż 10 min treningu sygnały związane z wyobrażonym ruchem stały się znacznie silniejsze niż służące do wykonania fizycznego ruchu w rzeczywistym świecie. Szybki wzrost aktywności [...] potwierdza tezę o niesamowitej plastyczności mózgu podczas uczenia się kontroli niebiologicznych urządzeń – podkreśla prof. Rajesh Rao. Nie minęło 10 min, kiedy dwóch ochotników donosiło, że nie muszą już myśleć o ruchach części ciała, by przemieścić kursor. Zdolność badanych do zmiany sygnału pod wpływem sprzężenia zwrotnego była o wiele większa, niż się spodziewaliśmy – cieszy się kolejny współautor studium neurochirurg dr Jeffrey Ojemann. Badacze z University of Washington porównują to, co zaszło w mózgu, to rozrostu mięśni kulturysty pod wpływem podnoszenia ciężarów. Posłużenie się interfejsem doprowadziło do pojawienia się w mózgu populacji superaktywnych neuronów. Odkrycie to daje nadzieję na opracowanie skuteczniejszych metod rehabilitacji pacjentów po udarach. Amerykanom udało się też najprawdopodobniej stwierdzić, które sygnały mózg wychwytuje. Porównali wzorce sygnałów o niskiej częstotliwości, które są wykorzystywane do kontroli zewnętrznych urządzeń, i o wysokiej częstotliwości, które uznaje się przeważnie za szum. Odkryli, że dla każdego typu ruchu najbardziej specyficzne były właśnie te ostatnie. Ponieważ każdy obejmuje niewielką część mózgu, można jednocześnie wychwytywać kilka sygnałów o wysokiej częstotliwości, aby kontrolować bardziej złożone urządzenia.