Парализованного человека научили печатать с рекордной скоростью

Исследователи научили парализованного человека набирать текст с рекордной скоростью. Он представлял, что пишет рукой, пишет издание «Медуза», цитируя свежий номер престижного научного журнала Nature, в котором вышла статья ученых Стэнфордского университета с новостью о рекорде. Парализованный человек научился печатать со скоростью 90 символов в минуту силой мысли, что сравнимо с тем, как это делают здоровые люди. Авторы добились такого результата благодаря двум идеям: применили машинное обучение и предложили испытуемому не выбирать буквы на экране, на чем обычно строится печать через интерфейс мозг-компьютер, а вообразить, будто он пишет их от руки. 

Сегодня при необходимости набора текста одной только силой мысли у человека есть две возможности. Можно «двигать» курсор к символу и затем «кликать» на него — так обычно работает инвазивный интерфейс, когда электроды вставлены в мозг. Максимальная скорость при использовании данного метода составляет примерно 40 символов в минуту, подчеркивает «Медуза». 

Второй вариант — использовать обычную электроэнцефалографию (ЭЭГ), которая не требует операции. Шапока с электродами на голове считывает активность мозга, пока человек смотрит на экран. На нем находится алфавит, каждая буква которого мерцает на собственной частоте. Если прямо смотреть на, скажем, букву «М», то ее мерцание вызовет в зрительных зонах мозга волну активности той же частоты — так называемые вызванные потенциалы. По ЭЭГ компьютер угадает, что человек смотрит именно на эту букву. Здесь лучший результат — 60 символов в минуту. 

При этом оба традиционных способа мысленного ввода текста требуют концентрации внимания, а мерцание еще и утомляет. А нужно это, в первую очередь, людям, которым и без того очень непросто. Чаще всего это парализованные в результате травм или развития бокового амиотрофического склероза, а также те, кто потерял речь после инсульта. Некоторым из них трудно направлять взгляд.

На момент эксперимента пациенту было 65 лет, в статье он обозначен как T5, хотя видео с ним открыто и знакомые могут его легко узнать. В 2007 году он выносил мусор, поскользнулся, упал и в результате получил травму спинного мозга, из-за которой оказался почти полностью обездвижен ниже шеи. Пять лет назад в Стэнфорде ему вживили в головной мозг две матрицы, по 96 электродов каждая (по-видимому, тогда он был одним из участников исследования безопасности этих устройств), а позже пригласили участвовать в столь необычном исследовании. 

Сидя в инвалидном кресле, T5 сперва мысленно писал от руки указанные на экране символы (людям с потерей зрен их могут диктовать), тем самым обучая нейросеть, которая получала на вход данные от матриц. Затем T5 уже стал сам придумывать слова, отвечать на вопросы, а нейросеть выводила на экран угадываемые букву за буквой.

Так ученые смогли научить компьютер распознавать образы 31 символа: английский алфавит плюс запятая, апостроф, вопросительный знак, тильда (~) и знак «больше» (>). Скорость набора оказалась более чем в два раза выше, чем у других версий инвазивных интерфейсов — 90 символов в минуту.