Das Gehirnimplantat ist kleiner als ein Cent. BrainGate / Brown University
Laut einer neuen Studie haben Neurowissenschaftler die mit der Handschrift verbundenen kognitiven Signale gerade erfolgreich in Echtzeit in Text übersetzt. in der Zeitschrift veröffentlicht Natur .
Die neue Technik der Forscher hat die frühere Methode umgehauen, die Geschwindigkeit verdoppelt und es einem gelähmten Mann ermöglicht, mit einer Geschwindigkeit von 90 Zeichen pro Minute zu schreiben.
Gehirn-Computer-Schnittstellen haben die Geschwindigkeit des SMS-Schreibens mit Gedanken verdoppelt
Das System wurde von BrainGate entwickelt, um "Menschen mit schweren Sprach- und Motorikstörungen die Kommunikation per Text, E-Mail oder anderen Schreibweisen zu ermöglichen", sagte Co-Direktorin Jaimie Henderson vom Neural Prosthetics Translational Laboratory der Stanford Universitywar auch Mitautor der Studie. Signale im Gehirn, die durch Gedanken erzeugt und mit Handschrift verbunden wurden, wurden in Echtzeit in Text übersetzt, wodurch ein gelähmter Mann 16 Wörter pro Minute schreiben konnte.
Mit Hilfe von Gehirnimplantaten und einem Algorithmus für maschinelles Lernen dekodierte das System mit der Handschrift verknüpfte Gehirnsignale und fügte den gelähmten Mann in die digitale Realität der modernen Kommunikation ein. BrainGate ist ein Konsortium, das wichtige Fortschritte bei der Entwicklung von Gehirn-Computer-Schnittstellen erzielt hat BCIs in den letzten Jahren. Dazu gehören ein komplexer gehirngesteuerter Roboterarm, der erstmals 2012 vorgestellt wurde, sowie ein neueres drahtloses BCI mit hoher Bandbreite für den menschlichen Gebrauch. Das neue Projekt zielte darauf ab, eine neue handschriftliche Gehirn-Computer-Schnittstelle zu entwickeln, die unter weiterentwickelt wurdeDie Leitung von Frank Willett, einem Stanford-Forscher. Ein anderer Neurowissenschaftler namens Krishna Shenoy vom Howard Hughes Medical Institute sowie Henderson ein Stanford-Neurochirurg überwachten die Entwicklung.
Shenoy und seine Kollegen entwickelte ein Gedanken-zu-Text-System in der Lage, frühere Techniken im Jahr 2017 zu übertreffen, die es Affen ermöglichten, Text mit 12 Wörtern pro Minute zu schreiben. Dieser Erfolg wurde zur Grundlage für weitere Arbeiten an einer Gehirn-Computer-Schnittstelle, die später in diesem Jahr auftauchte und Menschen mit Lähmungen die Möglichkeit zum Tippen bot40 Zeichen ungefähr 80 Wörter pro Minute. Gegenwärtig geht die "aktuelle Arbeit jedoch über das Papier von 2017 hinaus, indem sie die Schreibgeschwindigkeit einer Person mit Lähmung mehr als verdoppelt und eine völlig neue und andere Methode verwendet", schrieb Henderson in eine E-Mail an Gizmodo . Dies trifft zu, weil zuvor niemand versucht hatte, den mentalen Akt der Handschrift zu erfassen und zu replizieren - und das neuartige Experiment zielte darauf ab, ein nie zuvor gesehenes Gedanken-zu-Text-System speziell zu entwickeln.
Die neue Gehirn-Computer-Schnittstelle ist vielversprechend, aber äußerst invasiv.
Die Testperson für das Experiment war ein Mann von 65 Jahren, der vor einem Jahrzehnt eine schwere und lähmende Rückenmarksverletzung erlitten hatte. "Zwei Sensoren mit einer Größe von jeweils 4 x 4 mm, etwa so groß wie ein Babyaspirin, mit 100 haarfeinen Elektrodenwurden in den äußeren Schichten des motorischen Kortex des Gehirns platziert - dem Bereich, der die Bewegung auf der gegenüberliegenden Körperseite steuert ", sagte Henderson in der Gizmodo Bericht. "Diese Elektroden können Signale von etwa 100 Neuronen aufzeichnen" und verarbeiten die Signale dann über einen Computer, "um die Gehirnaktivität zu dekodieren, die mit dem Schreiben einzelner Buchstaben verbunden ist."
Es ist wirklich großartig.
Während des Experiments versuchte der Mann sich zu bewegen seine gelähmte Hand wie er es beim physischen Schreiben von Wörtern tun würde. In seinen Gedanken stellte er sich den Vorgang vor, „die Buchstaben mit einem Stift auf einem gelben Notizblock übereinander zu schreiben“. Dabei tippte ein Decoder jeden Buchstaben, den er schriebstellte sich das Schreiben vor, während es "durch das neuronale Netzwerk identifiziert" wurde, fügte Henderson hinzu. Das Symbol "größer als" wurde verwendet, um Leerzeichen zwischen Wörtern zu kennzeichnen - was der einzige Weg war, den Wunsch oder die Absicht des Schriftstellers zu erkennen, ein Leerzeichen zwischen Buchstaben zu lassen.
Wir können nicht genug betonen, wie bewegend und offen dies ist. Aber während das System Buchstaben mit einer Genauigkeit von ungefähr 95% unterscheiden kann - so kann Henderson mit Smartphones ungefähr drei Viertel der durchschnittlichen Tipprate von Menschen über 65 erreichen -Das System hat einige offensichtliche Grenzen. Die Gehirnchirurgie ist explizit invasiv. Darüber hinaus ist das maschinelle Lernsystem nicht universell und muss sich an die kognitiven Nuancen jedes unterschiedlichen Benutzers anpassen, was einen "sehr rechenintensiven" Prozess umfasst, der dies erfordertein "spezialisierter Hochleistungscomputer oder ein Computercluster". Wir sind weit davon entfernt, dass Ärzte dies vorschlagen. neue Gehirn-Computer-Schnittstelle um dem durchschnittlichen gelähmten Opfer zu helfen, aber das Potenzial für ein System könnte eines Tages unsere Schreibweise für immer verändern.