Исследователи из Хьюстонского университета (США) впервые показали, что использование нейрокомпьютерного интерфейса (НКИ), дополненного идущим виртуальным аватаром, способно контролировать походку человека. Такую технологию можно будет применять, например, в постинсультной реабилитации.
Нейрокомпьютерный интерфейс — в регуляции ходьбы
Pixabay

Ведущий автор работы Жозе Луи Контрерас-Видаль (Jose Luis Contreras-Vidal) отметил, что ранее подобные исследования проводились на обезьянах; это первый случай, когда в таком эксперименте участвовали люди.

Контрерас-Видаль и другие исследователи разрабатывают неинвазивный способ мониторинга мозговой активности, чтобы определить, какие мозговые структуры участвуют в определенных действиях. Благодаря этой информации они могут создавать алгоритмы (или НКИ), которые позволят переводить интенции человека в реальные движения.

Ученые и до этого знали, что по электроэнцефалограмме (ЭЭГ) можно определить, идет ли человек или стоит на месте. Однако ранее было неизвестно, может ли НКИ быть полезным при восстановлении нормальной походки (и было непонятно, какие области мозга отвечают за ее расстройство).

Исследователи собрали данные по восьми здоровым людям, каждый из которых участвовал в трех тестах (во всех надо было идти по дорожке и смотреть на аватар на дисплее). Испытуемые надели 64-канальную гарнитуру и датчики движения (на бедра, колени и голеностопы).

Wikipedia Передняя поясная кора (обозначена желтым)

Вначале аватар активировался посредством датчиков, полностью повторяя движения человека. В следующих тестах аватар контролировался НКИ — это значит, что субъект самостоятельно управлял аватаром с помощью мозга.

Результаты тестов показали, что аватар идеально повторял за человеком движения, ориентируясь на датчики; при этом при использовании НКИ соответствие было менее точным. Последнее было предсказуемым, отмечают ученые. Так, освоение НКИ — это то же, что освоение нового инструмента или спорта, для этого мозгу нужно время.

В ходе тестов у испытуемых была зарегистрирована повышенная активность в задней теменной доле, нижней теменной доле, а также в передней поясной коре, которая участвует в моторном научении и контроле за ошибками.

Следующий шаг — использование системы в работе с пациентами, отмечают ученые.

Исследование было опубликовано в журнале Scientific Reports.