Tekoälyohjattu bioninen silmä päihittää perinteiset menetelmät sokeutuneella potilaalla

Tutkijat ovat osoittaneet, että tekoäly voi tehdä tulevaisuuden näköaivokuoren prosteseista, joita kutsutaan myös "bionisiksi silmiksi", tarkempia ja mukautuvampia. Asia ilmenee 7. elokuuta Neuron-lehdessä julkaistusta konseptitutkimuksesta.eurekalert+1

Tekoälyn suunnittelema stimulaatio voittaa perinteiset menetelmät

UC Santa Barbaran, ETH Zürichin ja Miguel Hernández -yliopiston tutkijatiimi koulutti syvän neuroverkon ennustamaan, miten sokeutuneen osallistujan aivot reagoisivat erilaisiin sähköstimulaatiokuvioihin. Stimulaatio annettiin näköaivokuoreen implantoidun 96-kanavaisen elektrodimatriisin kautta. Sen jälkeen malli toimi käänteisesti ja tunnisti stimulaatioasetukset, jotka todennäköisimmin tuottaisivat halutunlaista hermostoaktiivisuutta.bioengineer+1

Kun menetelmää testattiin vakavan aivovamman seurauksena näkönsä menettäneellä 27-vuotiaalla miehellä, tekoälyn suunnittelemat kuviot jäljittelivät tavoiteltua aivotoimintaa tarkemmin ja pienemmällä sähkövirralla kuin perinteiset menetelmät. Tutkijat havaitsivat myös, että mitattu hermostoaktiivisuus kertoi osallistujan havainnoista enemmän kuin pelkät stimulaatioasetukset. Tämä korostaa sitä, että aivojen tapa käsitellä signaalia on yhtä tärkeä kuin itse signaali.eurekalert+1

"Insinöörit haluavat luonnollisesti käsitellä fosfeeneja eli valoaistimuksia kuin pikseleitä: mitä useampaa elektrodia stimuloidaan, sitä täydellisempi kuva pitäisi syntyä", sanoi UC Santa Barbaran tietojenkäsittelytieteen apulaisprofessori ja tutkimuksen vanhempi kirjoittaja Michael Beyeler. "Aivot eivät kuitenkaan toimi niin."eurekalert

Kiinteistä kaavoista mukautuviin laitteisiin

Espanjassa Hospital IMED Elchessä laajemman toteutettavuustutkimuksen osana asennettu implantti pystyi sekä antamaan sähkövirtaa että mittaamaan aivojen vastetta. Tämä ominaisuus mahdollisti syväoppimismallin kouluttamisen todellisella hermostodatalla ennalta määrättyjen stimulaatiosääntöjen sijaan. Malli hyödynsi myös mittauksia lepotilan aivotoiminnasta ennen jokaista stimulaatiota, mikä mahdollisti mukautumisen hermoston herkkyyden hetkellisiin vaihteluihin.bioengineer+1

Osallistujan havainnot rajoittuivat edelleen fosfeeneihin, eli valopisteisiin, välähdyksiin tai muotoihin, yksityiskohtaisten kuvien sijaan. Malli viittaa kuitenkin tulevaisuuteen, jossa prostesit oppivat jatkuvasti, miten yksilön aivot reagoivat, ja muokkaavat stimulaatiota reaaliajassa.news.ucsb+1

Polku kohti yksilöllisiä prosteseja

Tutkimus perustuu laskennalliseen työhön, jota tuki Beyelerin vuonna 2022 saama Yhdysvaltain terveysviraston (NIH) Director's New Innovator Award -palkinto. Projektia johtivat tasavertaisina ensikirjoittajina Pehuén Moure ETH Zürichistä, Jacob Granley UC Santa Barbarasta ja Fabrizio Grani Miguel Hernández -yliopistosta.eurekalert

Aivokuoriprostesit ohittavat silmät ja näköhermot kokonaan, mikä voi hyödyttää ihmisiä, joiden sokeus johtuu aivoinfarktista, neurodegeneratiivisesta sairaudesta tai aivovammasta. "Hyödyllinen näköprostesi ei voi perustua kiinteään kaavaan", Beyeler sanoi. "Sen on opittava, miten yksilön aivot reagoivat, ja mukautettava stimulaatiota sen mukaan. Viime kädessä laitteen pitäisi mukautua ihmiseen eikä päinvastoin."eurekalert