Ученые из университета Карнеги-Меллона продемонстрировали новый неинвазивный интерфейс «мозг-компьютер», который позволяет людям управлять курсором на экране силой мысли. В отличие от инвазивных устройств, он не требует хирургического вмешательства. В основе интерфейса — нейросеть, которую обучали на данных электроэнцефалографии, регистрирующей мозговую активность участников.

В итоге ИИ научился понимать намерения испытуемых относительно движущихся объектов на экране, просто анализируя данные с датчиков нейрокомпьютерного интерфейса. Исследователи изучают применимость технологии для пациентов, перенесших инсульт, и планируют использовать ее для управления роботами.

Чипы для мозга, разрабатываемые Neuralink, Synchron и другими компаниями, работающими в области нейроинтерфейсов, относятся к двум категориям: инвазивные или минимально инвазивные. Это означает, что такие устройства вживляются либо непосредственно в мозг, либо внутрь черепа. Есть много опасений по поводу использования таких нейроинтерфейсов (BCI). Например, что делать, если во время вживления чипа повредится мозг или череп? Что произойдет, если кто-то взломает чип? Как чип повлияет на здоровье мозга в долгосрочной перспективе? Есть ли гарантия, что разработчики чипов не будут злоупотреблять полученными нейронными данными?

Решением могли бы стать неинвазиные нейроинтерфейсы. Но проблема традиционных неинвазивных BCI заключается в том, что они не так точны, как инвазивные. Такие устройства собирают данные с помощью внешних датчиков, не соприкасающихся напрямую с мозговой тканью, и любые помехи в окружающей среде пользователя могут повлиять на их работу. По словам исследователей, проблему неточности неинвазивных BCI могут решить глубокие нейронные сети на базе искусственного интеллекта.

Они намного сложнее, чем те нейросети, которые используются для распознавания лиц, голоса и выполнения других, более простых задач. Глубокие нейронные сети, в отличие от обычных нейронных сетей, обладают большим количеством слоев и узлов, что позволяет им решать более сложные задачи. Благодаря им, нейроинтерфейс способен извлекать точные результаты даже из больших и сложных наборов данных, содержащих помехи и шум. Например, в ходе исследования 28 участников смогли непрерывно отслеживать объект на экране только с помощью силы мысли.

Исследователи подключили к голове участников неинвазивные нейроинтерфейсы. Одновременно с этим они использовали электроэнцефалографию (ЭЭГ) для регистрации мозговой активности участников. Данные ЭЭГ использовались для обучения глубинной нейронной сети на базе искусственного интеллекта. В итоге эта сеть смогла понимать намерения участников относительно движущихся объектов, просто анализируя данные с датчиков нейрокомпьютерного интерфейса.

Исследование предполагает, что в будущем неинвазивные интерфейсы «мозг-компьютер» на основе искусственного интеллекта смогут помогать людям управлять внешними устройствами без использования рук и мышц. Это облегчит взаимодействие с технологиями, позволит ученым детально изучить функции человеческого мозга и улучшить качество жизни людей с инвалидностью. Ученые тестируют его применимость не только к здоровым людям, но и к пациентам, перенесшим инсульт и страдающим двигательными нарушениями.

Это не первый случай, когда авторы исследования демонстрируют потенциал неинвазивных BCI-интерфейсов. В 2019 году они использовали схожий подход, позволив роботизированной руке гоняться за курсором мыши. Исследователи считают, что неинвазивные нейроинтерфейсы на базе искусственного интеллекта приведут к созданию более совершенных роботов. Ученые уже тестируют технологию неинвазивного нейроинтерфейса для управления сложными задачами роботизированной руки.