ხელოვნური ინტელექტით მართულმა „ბიონიკურმა თვალმა“ უსინათლო პაციენტში სტანდარტულ მეთოდებს გადააჭარბა

მკვლევრებმა დაამტკიცეს, რომ ხელოვნურ ინტელექტს მომავალი მხედველობის კორტიკალური პროთეზების, რომლებსაც ზოგჯერ „ბიონიკურ თვალს“ უწოდებენ, უფრო ზუსტი და ადაპტური გახდება, ნათქვამია კვლევაში, რომელიც 7 აგვისტოს ჟურნალ Neuron-ში გამოქვეყნდა.eurekalert+1

ხელოვნური ინტელექტის მიერ შემუშავებული სტიმულაცია ტრადიციულ მეთოდებს სჯობნის

UC Santa Barbara-ს, ETH Zurich-ისა და მიგელ ერნანდესის უნივერსიტეტის ჯგუფმა ღრმა ნეირონული ქსელი გაწვრთნა, რათა იწინასწარმეტყველოს, თუ როგორ უპასუხებდა უსინათლო მონაწილის ტვინი სხვადასხვა ელექტრულ სტიმულაციას მხედველობის ქერქში იმპლანტირებული 96-არხიანი ელექტროდების საშუალებით. შემდეგ მოდელმა უკუპრინციპით იმუშავა და გამოავლინა სტიმულაციის ის პარამეტრები, რომლებიც ნეირონული აქტივობის სასურველ შაბლონს ყველაზე დიდი ალბათობით წარმოქმნიდა.bioengineer+1

მონაწილეზე ტესტირებისას, 27 წლის მამაკაცზე, რომელმაც მხედველობა ტვინის ტრავმის შედეგად დაკარგა, ხელოვნური ინტელექტის მიერ შექმნილმა შაბლონებმა ტვინის სამიზნე აქტივობა უფრო ზუსტად აღადგინა და ტრადიციულ მიდგომებზე ნაკლები ელექტროდენი მოითხოვა. მკვლევრებმა ასევე დაადგინეს, რომ ჩაწერილი ნეირონული აქტივობა უფრო ინფორმაციული იყო მონაწილის აღქმის შესახებ, ვიდრე მხოლოდ სტიმულაციის პარამეტრები. ეს ხაზს უსვამს იმას, რომ ის, თუ რას აკეთებს ტვინი სიგნალთან, არანაკლებ მნიშვნელოვანია, ვიდრე თვითონ სიგნალი.eurekalert+1

„ინჟინრებს ბუნებრივად სურთ ფოსფენებს ისე მოეპყრონ, როგორც პიქსელებს: მეტი ელექტროდი გაასტიმულირე და უფრო სრულყოფილ გამოსახულებას მიიღებ“, განაცხადა მაიკლ ბაიელერმა, UC Santa Barbara-ს კომპიუტერული მეცნიერებების ასოცირებულმა პროფესორმა და კვლევის წამყვანმა ავტორმა. „მაგრამ ტვინი ასე არ მუშაობს“.eurekalert

ფიქსირებული რეცეპტებიდან ადაპტურ მოწყობილობებამდე

იმპლანტს, რომელიც ესპანეთში, Hospital IMED Elche-ში უფრო ფართო კვლევის ფარგლებში ჩაინერგა, შეეძლო როგორც ელექტრული დენის მიწოდება, ასევე ტვინის პასუხის ჩაწერა. ამ შესაძლებლობამ ღრმა სწავლების მოდელს საშუალება მისცა გაწვრთნილიყო რეალურ ნეირონულ მონაცემებზე და არა მხოლოდ წინასწარ განსაზღვრულ სტიმულაციის წესებზე. მოდელმა ასევე გაითვალისწინა ტვინის მოსვენებითი აქტივობის გაზომვები ყოველი სტიმულაციის წინ, რაც მას საშუალებას აძლევდა ყოველ მომენტში მოერგო ნეირონული აგზნებადობის ცვალებადობა.bioengineer+1

მონაწილის აღქმა კვლავ ფოსფენებით, სინათლის ლაქებით, ნათებებით ან ფორმებით შემოიფარგლებოდა და არა დეტალური გამოსახულებებით. თუმცა ეს სისტემა მიუთითებს მომავალზე, სადაც პროთეზები მუდმივად ისწავლიან, თუ როგორ რეაგირებს კონკრეტული ტვინი და შეცვლიან სტიმულაციას რეალურ დროში.news.ucsb+1

გზა პერსონალიზებული პროთეზებისკენ

კვლევა ეფუძნება გამოთვლით სამუშაოს, რომელიც მხარდაჭერილი იყო ბაიელერის 2022 წლის ჯანმრთელობის ეროვნული ინსტიტუტების (NIH) დირექტორის ჯილდოთი (New Innovator Award). პროექტს სათავეში ედგნენ თანაავტორები: პეუენ მურე (ETH Zurich), ჯეიკობ გრენლი (UC Santa Barbara) და ფაბრიციო გრანი (მიგელ ერნანდესის უნივერსიტეტი).eurekalert

კორტიკალური პროთეზები სრულად გვერდს უვლიან თვალებსა და მხედველობის ნერვებს, რაც პოტენციურად დაეხმარება ადამიანებს, რომლებმაც მხედველობა ინსულტის, ნეიროდეგენერაციული დაავადებების ან ტვინის ტრავმების გამო დაკარგეს. „სასარგებლო მხედველობის პროთეზი ვერ დაეყრდნობა ფიქსირებულ რეცეპტს“, განაცხადა ბაიელერმა. „მან უნდა ისწავლოს, თუ როგორ რეაგირებს ინდივიდუალური ტვინი და შესაბამისად მოარგოს სტიმულაცია. საბოლოო ჯამში, მოწყობილობა უნდა მოერგოს ადამიანს და არა პირიქით“.eurekalert