Μικροσκοπικό τσιπ ανάγνωσης μυαλού μετατρέπει τις σκέψεις σε κείμενο με ακρίβεια 91%

Έχει σχεδιαστεί ένα νέο, μικροσκοπικό σύστημα διασύνδεσης εγκεφάλου-μηχανής (BMI) που θα μπορούσε να μεταφράζει τις σκέψεις σε λέξεις. Η εξέλιξη αυτή θα μπορούσε να ωφελήσει σημαντικά τα άτομα με σοβαρές κινητικές διαταραχές, επιτρέποντάς τους να επικοινωνούν ελεύθερα.

Ερευνητές από το EPFL ανέπτυξαν αυτή την υψηλής απόδοσης μικροσκοπική διασύνδεση εγκεφάλου-μηχανής (MiBMI) που βασίζεται σε τσιπ πυριτίου.

Αυτό το μικροσκοπικό τσιπ είναι ικανό να αποκωδικοποιεί πολύπλοκα νευρωνικά σήματα και να τα μετατρέπει σε αναγνώσιμο κείμενο.

«Το τσιπ μας επιτρέπει να μετατρέπουμε την περίπλοκη νευρική δραστηριότητα σε αναγνώσιμο κείμενο με υψηλή ακρίβεια και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Αυτή η πρόοδος μας φέρνει πιο κοντά σε πρακτικές, εμφυτεύσιμες λύσεις που μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά τις ικανότητες επικοινωνίας για άτομα με σοβαρές κινητικές διαταραχές», δήλωσε ο Μαχσά Σοάραν του Εργαστηρίου Ολοκληρωμένων Νευροτεχνολογιών (INL) στα ινστιτούτα IEM και Neuro X της EPFL.

Πώς λειτουργεί το νέο τσιπ

Τα τελευταία χρόνια, η έρευνα για τη χρήση και την ανάπτυξη διασυνδέσεων μεταξύ εγκεφάλου και μηχανής αυξάνει τη δυναμική της.

Αυτές οι μικροσκοπικές συσκευές έχουν τη δυνατότητα να βοηθήσουν τα άτομα με σοβαρές κινητικές αναπηρίες να επικοινωνούν και να αλληλεπιδρούν με τον κόσμο γύρω τους.

Η εταιρεία Neuralink του Έλον Μασκ προωθεί ενεργά την ανάπτυξη των BMI.

Στόχος τους είναι να δημιουργήσουν ΒΜΙ που θα μπορούν να βοηθήσουν άτομα με νευρολογικές παθήσεις όπως παράλυση ή τραυματισμούς του νωτιαίου μυελού.

Σε σύγκριση με άλλα BMI, αυτό το νέο MiBMI είναι συμπαγές, αποτελεσματικό και ευέλικτο. Τα παραδοσιακά συστήματα είναι συχνά μεγάλα, ενεργοβόρα και έχουν περιορισμένη χρήση.

Για να επιτευχθεί η μετατροπή των σκέψεων σε κείμενο, αποκωδικοποιούνται τα νευρωνικά σήματα που παράγονται όταν ένα άτομο οραματίζεται να γράφει.

Ηλεκτρόδια που εμφυτεύονται στον εγκέφαλο καταγράφουν τη νευρική δραστηριότητα που σχετίζεται με αυτές τις φανταστικές κινήσεις του χεριού.

Το τσιπάκι MiBMI επεξεργάζεται τα καταγεγραμμένα νευρωνικά σήματα στιγμιαία, μετατρέποντας τις προβλεπόμενες κινήσεις του εγκεφάλου σε ψηφιακό κείμενο.

Η συσκευή αυτή θα βοηθήσει να καταστεί δυνατή η επικοινωνία για άτομα με σοβαρές κινητικές διαταραχές, συμπεριλαμβανομένου του συνδρόμου εγκλωβισμού.

«Ενώ το τσιπ δεν έχει ακόμη ενσωματωθεί σε ένα λειτουργικό BMI, έχει επεξεργαστεί δεδομένα από προηγούμενες ζωντανές καταγραφές, όπως αυτές από το εργαστήριο του Σενόι στο Στάνφορντ, μετατρέποντας τη δραστηριότητα γραφής του χεριού σε κείμενο με εντυπωσιακή ακρίβεια 91%», δήλωσε ο Μοχάμεντ Αλί Σαέρι, ο επικεφαλής συγγραφέας.

Με την τρέχουσα ικανότητά του να αποκωδικοποιεί 31 χαρακτήρες, το τσιπ επιδεικνύει τεράστιες δυνατότητες για μελλοντικές εξελίξεις.

«Είμαστε βέβαιοι ότι μπορούμε να αποκωδικοποιήσουμε έως και 100 χαρακτήρες, αλλά δεν είναι ακόμη διαθέσιμο ένα σύνολο δεδομένων χειρογράφου με περισσότερους χαρακτήρες», πρόσθεσε ο Σαέρι.

Το τσιπ είναι ελάχιστα παρεμβατικό

Το συμπαγές μέγεθος του τσιπ MiBMI, η χαμηλή απαίτηση ισχύος και η ελάχιστη παρεμβατικότητα το καθιστούν ιδανικό για εμφύτευση.

Ως πλήρως ολοκληρωμένο σύστημα, το MiBMI εκτελεί την καταγραφή και την επεξεργασία σε δύο μικροσκοπικά τσιπ, συνολικού μεγέθους μόλις 8 mm2.

«Η ελάχιστη παρεμβατικότητά του εξασφαλίζει ασφάλεια και πρακτικότητα για χρήση σε κλινικές και πραγματικές συνθήκες», σημειώνεται στο δελτίο τύπου.

Ο πρωτοποριακός σχεδιασμός του τσιπ MiBMI είναι ένα παιχνίδι που αλλάζει τα δεδομένα για τις μελλοντικές διασυνδέσεις εγκεφάλου-μηχανής. Κάνει πραγματικότητα τις πρακτικές, πλήρως εμφυτεύσιμες συσκευές.

Αυτό έχει τη δυνατότητα να βελτιώσει σημαντικά την ποιότητα ζωής των ασθενών με αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση (ALS) και τραυματισμούς του νωτιαίου μυελού, επιτρέποντάς τους να επικοινωνούν χωρίς την ανάγκη σωματικής κίνησης.

Πηγή: Interesting Engineering