Найсучасніші пристосування для читання думок у людей складаються з крихітних проводів, імплантованих в мозок. Однак вчені з США знайшли менш інвазивний варіант. Вони застосували ультразвукове сканування для передбачення навмисних рухів очей і рук у мавп. Якщо метод вийде доопрацювати, він дозволить паралізованим людям управляти протезами без істотного хірургічного втручання в мозок.
Ультразвукові хвилі не перший рік застосовуються для отримання зображень внутрішніх органів людини. Перетворювач посилає ультразвукові сигнали, які відображаються і показують межі між різними тканинами й рідинами. Близько десяти років тому вчені знайшли спосіб адаптувати ультразвук для сканування мозку. Метод функціональної ультразвукової візуалізації замість вузького променя використовує широкий, плоский потік звуку, щоб швидше охопити велику площу. Так вимірюються зміни в кровотоку, який вказує на активність нейронів.
Цей спосіб не можна назвати повністю неінвазивним, оскільки він вимагає видалення невеликого фрагмента черепа, але на відміну від імплантації електродів, які зчитують електричну активність нейронів безпосередньо, тут не доводиться видаляти захисну мембрану мозку. Функціональний ультразвук здатний зазирнути глибоко в мозок, не проникаючи в його тканини.
Для того, щоб встановити, чи можна використовувати цю технологію для передачі сигналів мозку комп’ютера, не жертвуючи швидкістю і точністю, біохіміки з Каліфорнійського технологічного інституту вставили перетворювачі розміром з фішку доміно в череп двох макак-резус. Пристрій через провід було пов’язаним з комп’ютером і посилав звукові хвилі в задню тім’яну кору головного мозку, пише Science. Ця ділянка відповідає за планування рухів.
Тварини були видресирувані фокусувати погляд на точці в центрі екрана, коли в правому або лівому кутку з’являвся сигнал. Коли центральна точка зникала, мавпи переводили погляд на місце, де має з’явитися сигнал. В іншому експерименті макаки повинні були рухати джойстик у напрямку до точки на екрані.
Потім комп’ютерний алгоритм перекладав ультразвукові дані в припущення про наміри макак. Він міг визначити, коли тварини готуються здійснити рух і чи збираються вони змінити напрям погляду або протягнути руку. Точність прогнозу про те, чи буде рух направлено вправо або вліво, склало 78% для очей і 89% – для рук.
Відмінність цього дослідження від попередніх полягає в тому, що вченим вдалося скласти точний прогноз відразу, без необхідності повторювати рухи по кілька разів. Це полегшує створення нейроінтерфейсів – людині не доведеться повторювати свої команди, щоб комп’ютер зрозумів його наміри.
Наступним кроком дослідників буде застосування прогнозів в реальних умовах, для руху роботизованої руки або курсора.
