Os cientistas se tornaram mais próximos de “pensamentos de leitura” sem intervenção cirúrgica no cérebro

A interface direta entre o cérebro humano e o computador promete muitas perspectivas interessantes, mas, antes de tudo, ajudará as pessoas com deficiências. Devolva o movimento de membros paralisados, ajude a se levantar e trabalhar com um computador – tudo isso hoje não é mais fantasia, embora seja frequentemente conjugado com a cirurgia em um cérebro vivo na forma de implantação de eletrodos. Mas esta é uma boa substituição sem cirurgia grave – ultra-som.

Fonte da imagem: Caltech

Um grupo consolidado de cientistas americanos, chineses e russos desenvolveu e verificou os primatas uma tecnologia de reconhecimento de atividade cerebral usando tecnologia ultra-sônica funcional. Com intervenção cirúrgica mínima – era necessário apenas remover um pequeno enredo na caixa craniana – foi possível reconhecer a atividade dos neurônios com uma resolução de 100 μm. É uma ordem de magnitude maior que as dimensões de um neurônio (cerca de 10 mícrons), mas sem a introdução de eletrodos no tecido cerebral.

De fato, os cientistas com intervenção mínima cirúrgica foram capazes de obter uma placa de atividade cerebral sem equipamentos incômodos na forma de scanners de ressonância magnética e com uma resolução próxima às capacidades dos eletrodos incorporados no cérebro. Este foi o primeiro item do programa realizado.

Na segunda etapa, os pesquisadores conseguiram ligar a atividade muscular dos primatas ao mapa de atividades cerebrais e aprenderam a ler literalmente pensamentos – para prever os movimentos dos animais antes de sua ação. Para fazer isso, foi necessário baixar os dados sobre a atividade do cérebro para a rede neural, tomada com a ajuda de eletrodos em estudos de longo prazo, e comparado com sua resposta muscular (atividade) de primatas experimentais. Depois disso, a rede neural treinada forneceu dados sobre a atividade cerebral realizada por sensores de ultra-som, e o algoritmo foi capaz de prever os movimentos de animais antes de cometidos.

Adicionar, mapa de atividades cerebrais usando ultrassom funcional é criado fixando o poder do fluxo sanguíneo nos vasos cerebrais. Os sensores ultra-sônicos reagem aos glóbulos vermelhos, cujo movimento cria reflexão de alta frequência. Quando o fluxo sanguíneo aumenta na região observada, isso significa que o grupo neurônio começa a definir a tarefa de certos músculos. A AI interpreta instantaneamente a atividade cerebral em músculo e pode, por exemplo, fazer a prótese fazer o que foi desejado pelo experimental.

Com base nos resultados obtidos, o estudo começou com o envolvimento de voluntários entre pessoas com lesões cranianas abertas. Em tais casos, a caixa craniana não precisa mais ser removida. A cabeça já tem uma “janela” para trabalhar sensores de ultra-som. No futuro, para organizar uma interface semelhante, uma simples implantação de sensores ultrassônicos sob o osso da caixa cranial pode ser suficiente. Definitivamente não está em comparação com a gluca no cérebro dos eletrodos.