Yalen tiimi kehitti aivot-tietokone-rajapinnan, jonka käyttäjät oppivat hallitsemaan alle tunnissa

Yalen yliopiston tutkijaryhmä on rakentanut kajoamattoman aivot-tietokone-rajapinnan, jonka avulla käyttäjät voivat ohjata avataria virtuaalitodellisuuspelissä pelkällä aivotoiminnallaan — ja oppia tekemään sen alle tunnissa. Nature Neuroscience -lehdessä 9. kesäkuuta julkaistu tutkimus osoittaa, että BCI-teknologian kohdistaminen aivojen luonnolliseen geometriseen rakenteeseen voi nopeuttaa oppimista dramaattisesti.nature+1

Työskentely aivojen kanssa, ei niitä vastaan

Yalen psykologian laitoksen Erica Buschin ja Nicholas Turk-Brownen johtamassa tutkimuksessa käytettiin reaaliaikaista toiminnallista magneettikuvausta (fMRI), jonka avulla osallistujat navigoivat virtuaalimaailmassa moduloimalla aivotoimintaa alueilla, jotka tukevat tilallista navigointia. Keskeinen oivallus oli hyödyntää sitä, mitä tutkijat kutsuvat aivojen "sisäiseksi monistoksi" (intrinsic manifold) — hermotoiminnan luonnollisesti esiintyvää geometrista rakennetta, joka on erotettu datan diffuusioprosessilla.pubmed.ncbi.nlm.nih+1

Aivotoimintamallien ja avatarin liikkeen välinen kartoitus noudatti tätä sisäistä monistogeometriaa, jolloin osallistujat palauttivat hallinnan nopeasti häiriöiden jälkeen organisoimalla hermotoimintansa uudelleen moniston sisällä. Kun kartoitukset rikkoivat monistorakennetta, osallistujat eivät oppineet ohjaamaan avataria.nature+1

Vaikutukset neuroteknologiaan

Tulokset viittaavat siihen, että monistogeometria on perustavanlaatuinen rajoite ihmisen oppiessa monimutkaisia kognitiivisia tehtäviä aivojen korkeamman tason alueilla. Kasvavalle aivot-tietokone-rajapintojen alalle tulokset osoittavat tien sellaisten laitteiden rakentamiseen, jotka toimivat aivojen luonnollisen tiedonkäsittelyarkkitehtuurin kanssa — eivät sitä vastaan.pubmed.ncbi.nlm.nih

"BCI-oppiminen kiihtyy hyödyntämällä aivotoiminnan luonnollisesti esiintyvää geometriaa eli sisäistä monistoa", Nature Neuroscience -lehden artikkeli toteaa. Työ perustuu aiempaan tutkimukseen, joka osoitti samanlaisia monistorajoitteita ei-inhimillisillä kädellisillä invasiivisia BCI-laitteita käytettäessä, mutta laajentaa periaatteen ensimmäistä kertaa ihmisiin kajoamatonta neurokuvantamista hyödyntäen.squarespace+2

Tutkimuksen yhteistyökumppaneita ovat Guillaume Lajoie ja Smita Krishnaswamy. Busch, joka suoritti hiljattain tohtorintutkintonsa Yalessa, aloittaa Vanderbiltin yliopistossa apulaisprofessorina vuonna 2027.linkedin+1