Nieuwe Brain-Computer Interface Laat Gelamde Gebruikers Tabletapparaten Besturen Met Gedachten

• Met de nieuwe brain-computer interface kunnen gelamde patiënten effectief interageren met commerciële elektronische apparaten.
• Ze kunnen diverse applicaties gebruiken door alleen na te denken over het bewegen van de cursor en muisklikken.
• Ze voerden 22 'point-and-click' selecties per minuut uit tijdens het gebruik van verschillende apps.

Mobiele computing-apparaten zijn alomtegenwoordig en een cruciale deel van het dagelijks leven geworden, maar ze zijn moeilijk te gebruiken voor mensen met laming. In de Verenigde Staten hebben meer dan 5 miljoen mensen verschillende typen laming die hun vermogen beperken om alledaagse activiteiten uit te voeren.

In aandoeningen zoals ALS kunnen patiënten uiteindelijk alle capaciteiten (inclusief spraak) verliezen om effectief te communiceren met hun omgeving. Tot nu toe heeft het veld van assisterende technologie veel geholpen: het heeft continu de functionele mogelijkheden van gelamde mensen verbeterd zodat ze gemakkelijk kunnen interageren met algemene computers.

Onlangs toonden onderzoekers van Brown University een brain-computer interface die gehandicapte mensen in staat stelt om direct een tabletapparaat te bedienen door alleen na te denken over wijzen en klikken van een muis. Onderzoekers voerden een experiment uit, waarin 3 deelnemers met laming online konden winkelen, chatten met familie, en andere tablet-apps gebruiken.

Hoe BrainGate Interface Werkt?

Het BrainGate-consortium werkt al jaren aan het verbeteren van neuro-engineering en neurowetenschap om gelamde mensen (die motorische capaciteiten verloren hebben door letsel of ziekte) elektronische apparaten te laten controleren door alleen na te denken over het bewegen van hun handen.

De Brain-Computer Interface vangt de neurale activiteit op met een minuscule sensor geplaatst in de motorische cortex. De neurale signalen worden gedecodeerd en naar externe apparatuur getransmitteerd. Jarenlang hebben wetenschappers vergelijkbare technieken gebruikt om gehandicapte mensen hun robotarmen en ledematen te laten controleren.

a) Schema van opzet b) Taaktijdlijn vanaf proefdag 124 | Met dank aan onderzoekers

Tot nu toe hebben Brain-Computer Interfaces gebaseerd op electroencephalografie controle over spellen, gamen, schilderen, en web browsen getoond, maar ze zijn niet in staat geweest om algemene controle van een elektronisch apparaat zoals een commerciële smartphone of tablet te bieden.

Referentie: PLOS | doi:10.1371/journal.pone.0204566 | Brown University

In dit experiment werden neurale signalen geëxtraheerd uit de interface getransmitteerd naar een Bluetooth-interface ontworpen om te functioneren als een draadloze muis. Deze virtuele muis werd vervolgens verbonden met een Nexus 9 tablet, en drie gelamde deelnemers werden gevraagd om specifieke taken uit te voeren.

Resultaten

Drie deelnemers met tetraplegie hadden multi-elektrode arrays gehecht aan de motorische cortex als onderdeel van een intracorticale brain-computer interface om een tabletapparaat te bedienen. Twee van hen hadden ALS – een progressieve motorneuronziekte die de dood van neuronen veroorzaakt die willekeurige spieren controleren. Waarbij de 3e deelnemer een ruggenmerglets had.

Alle deelnemers waren in staat om door verschillende apps te navigeren, inclusief muziek-streaming, chat, e-mail, en sociale-netwerk-apps. Ze scrollen door een nieuwsaggregator, bladerden door streamingdienst, zochten content op YouTube, en schreven chats en e-mails.

Met dank aan onderzoekers

Ze voerden 22 'point-and-click' selecties per minuut uit tijdens het gebruik van diverse applicaties. In tekst-apps waren ze in staat om te typen met een snelheid van 30 karakters per minuut via tekstinterfaces.

Hoewel geavanceerde cursorfuncties zoals multitouch, gebaren, en klik-en-vasthouden niet geïmplementeerd waren in dit onderzoek, waren auteurs verheugd om te zien hoe snel alle deelnemers de interface gebruikten om hun interesses en hobby's te verkennen.

Lees ook: De Eerste Brain-to-Brain Interface Laat 3 Mensen Gedachten Direct Delen Met Elkaars Hoofd

Het onderzoek heeft ook het potentieel om nieuwe deuren te openen voor communicatie tussen gezondheidszorgproviders en patiënten met ernstige neurologische stoornissen. Dit kan de interactie en begrip tussen patiënten en verzorgers verder verbeteren.