Yenilikler

Çığır açan yaklaşım, çift yönlü BCI işlevselliğini mümkün kılar

Beyin-bilgisayar arayüzleri veya BCI’lar, çok çeşitli nörolojik rahatsızlıkları olan bireyler için muazzam bir potansiyele sahiptir, ancak teknolojinin hem invazif hem de invaziv olmayan versiyonları için uygulamaya giden yol uzun ve incelikli. Carnegie Mellon Üniversitesi’nden Bin He, invaziv olmayan BCI’ları iyileştirme konusunda oldukça kararlı ve laboratuvarı, mümkün olanın sınırlarını zorlamak için giyilebilir yenilikçi bir elektroensefalogram (EEG) kullanıyor. Grup, tarihte ilk kez, 25 insan deneğiyle yapılan bir çalışmada, makine öğrenimini kullanarak beyin dalgalarını hem kodlayan hem de kodunu çözen çift yönlü BCI’yı gerçekleştirmek için yeni odaklı bir ultrason uyarımını başarıyla entegre etti. Bu çalışma, yalnızca sinyal kalitesini değil, aynı zamanda hedeflenen sinir devrelerini uyararak genel non-invazif BCI performansını da önemli ölçüde artırmak için yeni bir yol açıyor.

Noninvaziv BCI, ucuz, güvenli ve neredeyse herkese uygulanabilir olması nedeniyle övülüyor, ancak sinyaller beyin içinde değil kafa derisi üzerinden kaydedildiği için düşük sinyal kalitesi bazı sınırlamalar getiriyor. He grubu, invazif olmayan BCI’ların etkinliğini artırmanın yollarını araştırıyor ve zamanla, bireyin ne düşündüğünü çözmek ve ardından imleç veya robotik kolun kontrolünü kolaylaştırmak için derin öğrenme yaklaşımlarını kullandı.

Yayınlanan son araştırmalarında Doğa İletişimi, He grubu, odaklanmış ultrason kullanan hassas noninvaziv nöromodülasyon yoluyla bir BCI’nın performansının iletişim için geliştirilebileceğini gösterdi.

Carnegie Mellon Üniversitesi’nde biyomedikal mühendisliği profesörü Bin He, “Bu makale, çift yönlü BCI işlevselliğini gerçekleştirmek için yeni odaklanmış ultrason uyarımını entegre ederek invazif olmayan BCI’larda bir atılım rapor ediyor” diye açıkladı. “Bir iletişim protezi kullanan 25 insan denek, bir BCI heceleyicisi kullanarak “Carnegie Mellon” gibi ifadeler heceledi. Bulgularımız, odaklanmış ultrason nöromodülasyonunun eklenmesinin, EEG tabanlı BCI’nın performansını önemli ölçüde artırdığını gösterdi. Aynı zamanda, geliştirilmiş teta nöral salınımı da artırdı. dikkat çekti ve BCI performansının artmasına yol açtı.”

Bağlam açısından, bir BCI heceleyicisi, alfabeyi konuşmayanlar tarafından iletişim kurmak için yaygın olarak kullanılan alfabenin tamamını içeren 6×6 görsel hareket yardımcısıdır. He’nin çalışmasında denekler bir EEG şapkası taktılar ve sadece harflere bakarak istenen kelimeleri hecelemek için EEG sinyalleri üretebildiler. Odaklanmış bir ultrason ışını beynin V5 alanına (görsel korteksin bir kısmı) harici olarak uygulandığında, invazif olmayan BCI’nın performansı denekler arasında büyük ölçüde arttı. Nöromodülasyonla entegre BCI, kaydedilen sinyallerin saf işlenmesi ve kodunun çözülmesinden oluşan önceki kullanımlarla karşılaştırıldığında, BCI performansını en üst düzeye çıkarmak için sinir devrelerinin etkileşimini aktif olarak değiştirdi.

Program direktörü Dr. Grace Hwang, “BRAIN Girişimi, başlangıcından bu yana 60’tan fazla ultrason projesini destekledi. Noninvazif kayıt ve modülasyon teknolojilerinin bu benzersiz uygulaması, iletişim engeli olan insanlara yardım etme konusunda potansiyel olarak ölçeklenebilir bir etkiyle araç setini genişletiyor” dedi. Ulusal Sağlık Enstitüleri’ndeki (NIH) Yenilikçi Nöroteknolojileri Geliştirerek Beyin Araştırmaları® girişiminde (BRAIN Girişimi®).

Bu keşfin ardından He laboratuvarı, invazif olmayan BCI’leri geliştirmek için odaklanmış ultrason nöromodülasyonunun görsel sistemin ötesinde beyne faydalarını ve uygulamalarını daha fazla araştırıyor. Ayrıca, EEG tabanlı BCI’larla daha iyi entegrasyon için daha kompakt odaklı ultrason nöromodülasyon cihazı geliştirmeyi ve genel sistem performansını geliştirmeye devam etmek için yapay zekayı entegre etmeyi amaçlıyorlar.

He, “Bu benim ömür boyu ilgimdir ve asla pes etmeyeceğim” diye vurguladı. “Nonvaziv teknolojiyi geliştirmek için çalışmak zor, ancak bunu çalıştırmanın bir yolunu bulabilirsek herkesin bundan faydalanacağına kuvvetle inanıyorum. Çalışmaya devam edeceğim ve bir gün noninvaziv hayat kurtarıcı teknoloji her evde mevcut olacak.”

Kaynak ve İleri Okuma: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/06/240617173427.htm

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu