Вести Науки: последние открытия, тенденции и мифы в области науки и техники.

iBrain – огромный скачек технологий для помощи обездвиженным людям

  • Автор  Волков Артем
iBrain – огромный скачек технологий для помощи обездвиженным людям
Уже окруженный приспособлениями, которые позволяют ему передвигаться, физик Стивен Хокинг, добавил крошечное устройство, напоминающее черную повязку на голове, которое может позволить ему общаться только с помощью мысленных усилий.

Под названием iBrain, это устройство является хитрым изобретением - частью эксперимента, который направлен на то, чтобы позволить доктору Хокингу — уже долгое время парализованному Боковым амиотрофическим склерозом, или болезнью Шарко́ — общаться, просто думая об этом.

iBrain - часть нового поколения портативных нервных устройств и алгоритмов для работы с ним, предназначенных контролировать и диагностировать такие состояния, как одышка во сне, депрессия и аутизм. Изобретенный командой во главе с Филипом Лоу, 32-летним нейробиологом, который является руководителем NeuroVigil, компании, базируемой в Сан-Диего, iBrain, получит признание как возможную альтернативу дорогим «лабораториям сна», которые используют резиновые или пластмассовые головные шлемы, пронизанные десятками электродов, и обычно требуют, чтобы пациент ночевал в них.

«iBrain может обрабатывать данные в режиме реального времени на собственной кровати человека, или когда они смотрят телевизор, или делают еще что-либо» говорит доктор Лоу. Устройство использует единственный канал, чтобы принимать волны электрических мозговых сигналов, которые изменяются с различными действиями или мыслями, или с патологиями, которые сопровождают заболевания мозга.

Но необработанные волны трудно считать, потому что они должны перед этим пройти через многие извилины головного мозга и затем черепа, таким образом, они интерпретируются с алгоритмом, который доктор Лоу создал для своей диссертации при получении статуса Доктора философских наук, который он защитил в 2007 году в Калифорнийском университете, Сан-Диего. (Оригинальное исследование, представленное им на Слушаниях Национальной академии наук, было проведено на зебровых зябликах.)

О своем эксперименте доктор Лоу говорит, «Идея состоит в том, чтобы увидеть, сможет ли Стивен использовать свой ум, чтобы создать последовательный и повторяемый образец, который компьютер сможет преобразовать в, скажем, слово или команду для компьютера».

Исследователи посетили офис доктора Хокинга в Кембридже, Англия, и оснастив его iBrain лентой  попросили, чтобы он «предположил, что сжимает свою правую руку в кулак» сказал доктор Лоу. «Естественно, он не может фактически двигать своей рукой, но моторная кора в его мозге может все еще подать команду и произвести электрические волны в его мозге».

Алгоритм, названный Копьями, смог интерпретировать мысли доктора Хокинга как сигналы, которые были представлены как серия шипов на специальной диаграмме. «Мы хотели увидеть, было бы какое-либо изменение в сигнале», сказал доктор Лоу. «И фактически, мы действительно смогли наблюдать изменение». NeuroVigil планирует повторить исследование на значительной части пациентов с A.L.S. (Боковой амиотрофический склероз) и другими нейродегенеративными заболеваниями.

Эти предварительные результаты показывают работоспособность эксперимента, даже когда способность доктора Хокинга общаться медленно уменьшается, в то время как его болезнь прогрессирует. 70-летний физик, ум которого произвел ошеломительные открытия при проникновении в суть теоретической физики, создав такие труды как бестселлер «Краткая история Времени», теперь требует нескольких минут, чтобы произвести простое сообщение. Он использует пару инфракрасных очков, которые регистрируют подергивания в его щеке. Его команда в Кембридже, Англия, назвала это приспособление – «переключатель щеки».

«Доктор Лоу и его команда проделали выдающуюся работу в этой области» сказал доктор Хокинг в заявлении. «Я участвую в этом проекте NeuroVigil прогресс, для которого я могу предложить свои знания и практический опыт. Я хочу помочь в исследовании, поощрить инвестиции в этой области, и, что наиболее важно для меня, предложить некоторое будущее надеющимся людям, диагностированным с A.L.S. и другими нейродегенеративными состояниями».

Физик также работал с другими изобретателями, стремящимися лучше понять его мысли. Инженеры в полупроводниковых исследованиях гиганта Intel, недавно разработали специально настроенный компьютер, чтобы общаться с физиком при помощи читающих щеку инфракрасных очков, наряду с голосовым синтезатором, веб-камерой для того, чтобы использовать Skype, и специальные мониторы. Корпорация Intel развивает новое программное обеспечение распознавания лиц, которое регистрирует малейшие изменения в выражении лица и поможет доктору Хокингу общаться еще более эффективно.

Ученые, не связанные с проектом доктора Лоу, говорят, что они воодушевлены потенциалом iBrain. «Устройство Филипа Лоу - один из лучших мониторов мозга с единственным каналом» сказала Рут О'Хара, доцент психиатрии и бихевиоризма в Медицинской школе Стэнфордского университета. Она планирует использовать iBrain для исследований аутизма. Пока NeuroVigil не сообщает, сколько будет стоить устройство.

«Пока я не могу говорить с достоверности его последних данных» - добавляет доктор О'Хара, «но предварительные данные, которые я видела, неотразимы. Это может быть существенный вклад в данную область науки - как окно в мозговую архитектуру».

Доктор Терри Хеимен-Паттерсон, невропатолог и специалист по A.L.S. в Медицинском колледже Университета Дрексела, сказал, что она проводила переговоры с NeuroVigil, об использовании устройства на пациентах страдающих A.L.S., что бы оценить их жизнь используя iBrain, по сравнению с другими инструментами, которые используют многократные каналы и электроды.

Доктор Лоу исследует сигналы, которые могут помочь многим людям во всем мире, таким как, например, Стивен Хокинг и любых других с состоянием A.L.S» говорит доктор Хеимен-Паттерсон. “Пациенты хотят быть в состоянии общаться не только при помощи глазных подергиваний. Они хотят послать электронное письмо, включить свет и, даже больше, иметь содержательный разговор».

Мониторы аналогичные iBrain также используются, чтобы оценить, работают ли экспериментальные неврологические лекарства при клинических испытаниях. В 2009 году, NeuroVigil заключили контракт с Hoffmann-La-Roche гигантом медицинских препаратов,  для тестирования iBrain. Никакая другая компания не допущена в детали их ранних тестов. Стратегия NeuroVigil, сообщает доктор Лоу, состоит в том, чтобы провести клинические испытания с Roche и другими партнерами в промышленности и науке, и получить одобрение у Управления по Контролю за продуктами и лекарствами.

Другие компании также делают мониторы мозга с единственным каналом, но в отличие от NeuroVigil они продают устройства и программное обеспечение непосредственно потребителям онлайн.

Компания Zeo, например, базируемая в Массачусетсе, концентрирует свои исследования на приложениях измеряющих фазы сна для часов с радиоприемником и смартфонов — доступных за 143$ и 99$, соответственно. Emotiv Systems, в Сан-Франциско, предлагают наушники Epoc за 299$ и идущие в наборе приложения, которые включают в себя, например, известную игру Angry Birds и другие 3D приложения использующие комбинацию мыслей и лицевых мышечных движений, зарегистрированных несколькими электродами, которые находятся в контакте с головой клиента.

«У нас нет никаких планов следовать академическим маршрутом», говорит руководитель Zeo, Дэйв Дикинсон, который добавил, что клиенты его компании зарегистрировали один миллион часов времени сна. Он не смог сказать, сколько устройств было уже продано. Сама компания Emotiv была основана в 2003 году и по отчетам поставила около 10 000 устройств.

Доктор Лоу планирует снова объединиться с доктором Хокингом этим летом в Кембридже, чтобы представить их исходные данные на встрече нейробиологов, в начале июля. NeuroVigil продолжит работать с доктором Хокингом и его командой, чтобы усовершенствовать свою технологию, расшифровывая сигналы, произведенные мыслями доктора Хокинга. «В настоящее время я думаю, что мой «переключатель щеки» быстрее, чем мозговой компьютерный интерфейс iBrain», сказал доктор Хокинг в электронном письме, посланном его ассистентом, «но возможно мое мнение изменится после того как я испытаю обновленную систему Филипа Лоу».

Однако предстоит еще очень большая работа, по интеграции мозговых волн доктора Хокинга с компьютерами и устройствами, которые позволят ему общаться.

«Представьте, как это замечательно» - закончил свое выступление доктор Лоу, «иметь такой ум как у Стивена Хокинга и быть в состоянии общаться, не имея при этом такой возможности физически?».

 Источником информации послужил научный отдел New York Times.



Главной целью проекта является распространение научных знаний в современной и доступной форме. Наша команда опытных журналистов стремится к популяризации научного подхода к окружающей действительности и предлагает Вам ознакомиться с последними открытиями, тенденциями и мифами в области астрономии, биологии, медицины, физики, психологии и прикладных наук. Все права на материалы, находящиеся на сайте "Вести Науки", охраняются в соответствии с законодательством РФ, в том числе, об авторском праве и смежных правах. При любом использовании материалов сайта, гиперссылка (hyperlink) на VestiNauki.ru обязательна. ©VestiNauki.ru 2011-13

Top Desktop version