ИИ повысил точность настройки зрительного протеза под мозг пациента
Искусственный интеллект помог точнее подбирать электрические импульсы для зрительного протеза с учетом состояния мозга. Это может сделать будущие «бионические глаза» более надежными и индивидуальными.
МОСКВА, 9 августа /Новости науки/. Международная группа ученых применила ИИ для точной настройки зрительного протеза в Испании. Об этом говорится в статье в журнале Neuron.
Такие протезы обходят глаза и зрительные нервы и воздействуют электрическими импульсами непосредственно на зрительную кору. Они могут помочь людям, потерявшим зрение из-за травм мозга, инсультов или нейродегенеративных заболеваний, если их зрительная кора сохранила способность отвечать на стимуляцию.
В испытании участвовал 27-летний мужчина, потерявший зрение после черепно-мозговой травмы. В его зрительную кору временно имплантировали систему из 96 электродов. Их стимуляция вызывала фосфены — воспринимаемые человеком вспышки, световые пятна и фигуры.
Ученые обучили глубокую нейронную сеть предсказывать реакцию мозга на различные сочетания электродов, силу и другие параметры электрических импульсов. Модель также учитывала активность мозга непосредственно перед каждым испытанием, поскольку состояние нервной системы постоянно меняется.
Затем ИИ подбирал схемы стимуляции, которые должны были вызвать заданную картину активности нейронов. Эти схемы точнее воспроизводили нужную реакцию мозга и требовали меньшей силы тока, чем другие проверенные исследователями подходы.
Записи активности мозга позволяли лучше предсказывать, увидит ли участник фосфен и каким он будет, чем одни только параметры поданных импульсов. Мужчина описывал форму, размер, яркость и цвет возникавших зрительных ощущений.
Авторы подчеркивают, что электроды нельзя рассматривать как обычные пиксели экрана. Их сигналы взаимодействуют, а одинаковая стимуляция может вызывать разные реакции. Поэтому будущий протез должен постоянно подстраиваться под мозг конкретного человека.
Зрительные протезы разрабатывают уже несколько десятилетий. Одни устройства воздействуют на сетчатку, тогда как корковые импланты передают сигналы сразу в зрительные центры мозга. Новая работа пока остается экспериментом на одном участнике и не означает восстановления полноценного зрения, но подтверждает возможность индивидуальной настройки таких систем при помощи ИИ.
Такие протезы обходят глаза и зрительные нервы и воздействуют электрическими импульсами непосредственно на зрительную кору. Они могут помочь людям, потерявшим зрение из-за травм мозга, инсультов или нейродегенеративных заболеваний, если их зрительная кора сохранила способность отвечать на стимуляцию.
В испытании участвовал 27-летний мужчина, потерявший зрение после черепно-мозговой травмы. В его зрительную кору временно имплантировали систему из 96 электродов. Их стимуляция вызывала фосфены — воспринимаемые человеком вспышки, световые пятна и фигуры.
Ученые обучили глубокую нейронную сеть предсказывать реакцию мозга на различные сочетания электродов, силу и другие параметры электрических импульсов. Модель также учитывала активность мозга непосредственно перед каждым испытанием, поскольку состояние нервной системы постоянно меняется.
Затем ИИ подбирал схемы стимуляции, которые должны были вызвать заданную картину активности нейронов. Эти схемы точнее воспроизводили нужную реакцию мозга и требовали меньшей силы тока, чем другие проверенные исследователями подходы.
Записи активности мозга позволяли лучше предсказывать, увидит ли участник фосфен и каким он будет, чем одни только параметры поданных импульсов. Мужчина описывал форму, размер, яркость и цвет возникавших зрительных ощущений.
Авторы подчеркивают, что электроды нельзя рассматривать как обычные пиксели экрана. Их сигналы взаимодействуют, а одинаковая стимуляция может вызывать разные реакции. Поэтому будущий протез должен постоянно подстраиваться под мозг конкретного человека.
Зрительные протезы разрабатывают уже несколько десятилетий. Одни устройства воздействуют на сетчатку, тогда как корковые импланты передают сигналы сразу в зрительные центры мозга. Новая работа пока остается экспериментом на одном участнике и не означает восстановления полноценного зрения, но подтверждает возможность индивидуальной настройки таких систем при помощи ИИ.
