KI-styrt bionisk øye utkonkurrerer standardmetoder hos blind pasient

Forskere har vist at kunstig intelligens kan gjøre fremtidige synsproteser i hjernebarken: enheter som noen ganger kalles «bioniske øyne»: mer presise og tilpasningsdyktige, ifølge en konseptstudie publisert 7. august i tidsskriftet Neuron.eurekalert+1

KI-designet stimulering utkonkurrerer konvensjonelle metoder

Et team fra UC Santa Barbara, ETH Zurich og Miguel Hernández University trente et dypt nevralt nettverk til å forutsi hvordan hjernen til en blind deltaker ville reagere på ulike elektriske stimuleringsmønstre levert gjennom en matrise med 96 elektroder implantært i synsbarken. Modellen jobbet deretter i revers for å identifisere stimuleringsinnstillingene som mest sannsynlig ville skape et ønsket mønster av nevral aktivitet.bioengineer+1

Da modellen ble testet på deltakeren, en 27 år gammel mann som mistet synet etter en traumatisk hjerneskade, gjenskapte de KI-designede mønstrene den målrettede hjerneaktiviteten mer presist, samtidig som det krevdes mindre elektrisk strøm enn ved konvensjonelle metoder. Forskerne fant også ut at den registrerte nevrale aktiviteten ga mer informasjon om hva deltakeren oppfattet enn bare stimuleringsinnstillingene alene. Dette understreker at hva hjernen gjør med et signal betyr like mye som selve signalet.eurekalert+1

«Ingeniører ønsker naturlig nok å behandle fosfener som piksler: stimuler flere elektroder, og du bør få et mer fullstendig bilde», sa Michael Beyeler, førsteamanuensis i datavitenskap ved UC Santa Barbara og medforfatter av studien. «Men hjernen fungerer ikke slik.»eurekalert

Fra faste oppskrifter til tilpasningsdyktige enheter

Implantatet, som ble plassert ved Hospital IMED Elche i Spania som en del av en større utprøvingsstudie, kunne både levere elektrisk strøm og registrere hjernens respons. Denne funksjonen gjorde det mulig for dyplæringsmodellen å trene på faktiske nevrale data i stedet for bare å lene seg på forhåndsbestemte stimuleringsregler. Modellen inkluderte også målinger av hjerneressursene i hvile før hver stimuleringshendelse, noe som gjorde at den kunne justere for svingninger i nevral eksitabilitet fra øyeblikk til øyeblikk.bioengineer+1

Deltakerens oppfatning var fortsatt begrenset til fosfener: prikker, blink eller lysformer: heller enn detaljerte bilder. Men rammeverket peker mot en fremtid der proteser kontinuerlig lærer hvordan en individuell hjerne reagerer og endrer stimuleringen i sanntid.news.ucsb+1

En vei mot persontilpassede proteser

Studien bygger på beregningsarbeid støttet av Beyelers National Institutes of Health Director's New Innovator Award fra 2022. Prosjektet ble ledet av med-førsteforfatterne Pehuén Moure fra ETH Zurich, Jacob Granley fra UC Santa Barbara og Fabrizio Grani fra Miguel Hernández University.eurekalert

Kortikale proteser går helt utenom øynene og synsnervene, noe som potensielt kan hjelpe personer som har blitt blinde som følge av slag, nevrodegenerative sykdommer eller hjerneskader. «En nyttig synsprotese kan ikke stole på en fast oppskrift», sa Beyeler. «Den må lære hvordan en individuell hjerne reagerer og tilpasse stimuleringen deretter. Til syvende og sist bør enheten tilpasse seg personen, ikke omvendt.»eurekalert