Интерфейсы «мозг — компьютер» позволяют с нарушенными двигательными нарушениями общаться и управлять цифровыми устройствами. Однако большинство существующих решений требуют сложной нейрохирургической операции по имплантации электродов в мозг. Международная команда исследователей предложила альтернативу — систему Brain2Qwerty, считывающую мозговую активность без хирургического вмешательства. Результаты опубликованы в журнале Nature Neuroscience.
Ученые используют два безопасных метода регистрации активности мозга — электроэнцефалографию (ЭЭГ) и магнитоэнцефалографию (МЭГ). В отличие от инвазивных нейроинтерфейсов, они не требуют операции: сигналы мозга считываются с помощью датчиков, установленных снаружи головы. В принятии участия приняли участие 35 здоровых добровольцев. Им показывали короткие предложения, которые нужно было исправить. После этого участники печатали текст на обычной клавиатуре без подсказок, система постоянно записывала сигналы мозга. На основе этих данных исследователи обучили модель искусственного интеллекта Brain2Qwerty для определения, какие символы человек печатает, ориентируясь только на мозговую активность.
Как работает технология
Первоначально нейросеть анализирует участки коротких сигналов ЭЭГ или МЭГ длительностью 500 миллисекунд. Затем трансформатор устанавливает последовательность символов. На конечном этапе используется предварительно обученная языковая модель, которая исправляет ошибки и обеспечивает наиболее вероятный текст. Подобный подход позволяет учитывать не только интеллектуальные исследования, но и смысл всех фраз. Во время испытаний лучшие результаты показала магнитоэнцефалография. Средняя ошибка основных символов составила 29%, а у наиболее успешных участников доля снизилась до 18%. В каждом случае система полностью правильно расшифровывала предложения, которых не было в обучающей выборке.
Дополнительная информация о новых технологиях — главное безопасность. Современные высокоточные нейроинтерфейсы требуют имплантации электродов непосредственно в мозг, что связано с риском развития заболеваний и ограничивает количество пациентов, которыми можно проводить такие операции. Brain2Qwerty пока уступает инвазивным системам точности, однако исследователи считают, что градиент постепенно увеличивается. В какой-то момент с появлением алгоритмов такие технологии могут стать доступной альтернативой хирургическим решениям.
Авторы отмечают, что в будущем система может использоваться не только для преобразования мыслей в текст. Аналогичные алгоритмы способны помочь в управлении протезами, инвалидными колясками, компьютерами и другими устройствами. Если дальнейшие исследования подтвердят эффективность Brain2Qwerty уже на пациентах с двигательными нарушениями, безопасные нейроинтерфейсы смогут увеличить возможности общения для людей, которые утром умеют говорить.
Также недавно были названы самые опасные вирусы, которые могут создавать ИИ.