DI valdoma bioninė akis lenkia įprastus metodus atliekant bandymus su neregiu

Mokslininkai įrodė, kad dirbtinis intelektas gali padaryti būsimus regos žievės protezus, prietaisus, kartais vadinamus „bioninėmis akimis“, tikslesnius ir labiau prisitaikančius. Apie tai pranešama rugpjūčio 7 d. žurnale „Neuron“ publikuotame koncepcijos patvirtinimo tyrime.eurekalert+1

DI sukurtas stimuliavimas lenkia įprastus metodus

Komanda iš UC Santa Barbara, ETH Zurich ir Miguel Hernández universiteto apmokė gilųjį neurologinį tinklą prognozuoti, kaip neregio smegenys reaguos į skirtingus elektros stimuliavimo modelius, tiekiamus per 96 kanalų elektrodų masyvą, implantuotą į regos žievę. Tada modelis veikė atvirkštine tvarka, nustatydamas stimuliavimo parametrus, kurie labiausiai tikėtina sukels pageidaujamą neuronų aktyvumo modelį.bioengineer+1

Atlikus bandymus su tyrimo dalyviu, 27 metų vyru, netekusiu regėjimo po trauminio smegenų sužalojimo, DI sukurti modeliai tiksliau atkartojo tikslinį smegenų aktyvumą ir reikalavo mažesnės elektros srovės nei įprasti metodai. Mokslininkai taip pat nustatė, kad užregistruotas neuronų aktyvumas suteikė daugiau informacijos apie tai, ką dalyvis jautė, nei vien tik stimuliavimo nustatymai. Tai pabrėžia, kad tai, ką smegenys daro su signalu, yra ne mažiau svarbu nei pats signalas.eurekalert+1

„Inžinieriai natūraliai nori traktuoti fosfenus kaip pikselius: stimuliuokite daugiau elektrodų ir gausite išsamesnį vaizdą“, – sakė Michaelas Beyeleris, UC Santa Barbara kompiuterių mokslo docentas ir vienas iš pagrindinių tyrimo autorių. „Tačiau smegenys veikia ne taip.“eurekalert

Nuo fiksuotų taisyklių prie prisitaikančių prietaisų

Implantas, įsodintas „Hospital IMED Elche“ ligoninėje Ispanijoje kaip platesnio tikslingumo tyrimo dalis, galėjo tiek tiekti elektros srovę, tiek registruoti smegenų atsaką. Ši galimybė leido giliojo mokymosi modeliui mokytis naudojant tikrus neuroninius duomenis, o ne pasikliauti vien iš anksto nustatytomis stimuliavimo taisyklėmis. Modelis taip pat įtraukė smegenų aktyvumo ramybės būsenoje matavimus prieš kiekvieną stimuliavimą, todėl galėjo prisitaikyti prie neuronų sužadinimo svyravimų kiekvienu momentu.bioengineer+1

Dalyvio suvokimas apsiribojo fosfenais: šviesos dėmėmis, blyksniais ar formomis, o ne išsamiais vaizdais. Tačiau ši sistema rodo ateitį, kurioje protezai nuolat mokysis, kaip reaguoja konkretaus žmogaus smegenys, ir realiuoju laiku keis stimuliavimą.news.ucsb+1

Kelias į personalizuotus protezus

Tyrimas remiasi skaičiavimo darbais, kuriuos parėmė M. Beyelerio 2022 m. JAV nacionalinių sveikatos institutų direktoriaus naujųjų inovatorių apdovanojimas (angl. National Institutes of Health Director's New Innovator Award). Projektui vadovavo bendraautoriai Pehuénas Moure'as iš ETH Zurich, Jacobas Granley iš UC Santa Barbara ir Fabrizio Grani iš Miguel Hernández universiteto.eurekalert

Žievės protezai visiškai aplenkia akis ir regos nervus, todėl gali padėti žmonėms, netekusiems regėjimo dėl insultų, neurodegeneracinių ligų ar smegenų traumų. „Naudingas regos protezas negali remtis fiksuota formule“, – teigė M. Beyeleris. „Jis turi išmokti, kaip reaguoja konkretaus žmogaus smegenys, ir atitinkamai pritaikyti stimuliavimą. Galiausiai prietaisas turėtų prisitaikyti prie žmogaus, o ne atvirkščiai.“eurekalert