Люди научились двигать курсор мыслью за 4 занятия. Точность — 86%

Тридцать один человек, который до этого ни разу не имел дела с нейроинтерфейсами, сел перед монитором в шапочке с электродами и научился двигать курсор одним воображением движений рук. За четыре занятия точность попадания в цель дошла до 86%, а череп никому не вскрывали. Исследование опубликовал журнал Nature Communications.

Обычно это самое узкое место всей области. Интерфейсы без операции считывают ЭЭГ — слабые электрические сигналы мозга через кожу головы. Сигнал шумный, и человеку приходится неделями наугад искать, что именно надо вообразить, чтобы машина его поняла. Команда исследователей добавила в эту схему подсказку — вибрацию.

На экране появлялась команда — например, "влево". Дальше пять секунд человек воображал не картинку движения, а ощущение: как будто он сжимает кисть левой руки. Левая рука двигала курсор влево, правая — вправо, обе одновременно — вверх, а чтобы уехать вниз, надо было расслабиться и не воображать ничего. Курсор полз по экрану в реальном времени: программа пересчитывала решение каждые 40 миллисекунд, так что человек сразу видел, получается у него или нет.

Каждую команду давали дважды подряд, и в этом суть метода. Первая попытка всегда шла без подсказки. Если курсор в ней двигался в нужную сторону хотя бы в 70% случаев, вторая приходила с надписью "Copy" и снова без вибрации: стратегия найдена, ее надо повторить и закрепить. Если человек промахивался — на экране загоралось "New", и под нужным запястьем начинал жужжать моторчик размером с пуговицу, такой же стоит в смартфонах. Это не награда за правильный ответ, а подсказка "вот эта рука, чувствуешь ее?": реальное ощущение с запястья будит соседнюю зону мозга, и собрать нужный сигнал становится проще.

Одновременно подстраивался и алгоритм. ИИ-расшифровщик после каждого прогона переучивался, но не на всех данных подряд: удачные попытки — те самые, подкрепленные вибрацией, — получали больший вес, а мутные и шумные почти выбрасывались. Человек и машина шли навстречу друг другу, а не тянули в разные стороны.

Разница вышла заметной. У этой группы точность за два занятия выросла на 19 процентных пунктов. У тех, кому вибрацию давали в каждой попытке подряд, — на 6,3. У тех, кто тренировался по стандартному протоколу без подсказок, — на 3. Отдельно проверили и вариант, где алгоритм был точно такой же, но вибрации не было: результат оказался как у обычной группы. Работала только связка.

Дальше самое важное для медицины: подсказку убрали, а навык остался. Финальные тесты проходили без всякой вибрации, и результаты не просто держались, а росли. Часть участников позвали снова больше чем через два месяца без единой тренировки — в задаче "влево-вправо" они показали даже лучше, чем раньше. Вибрация сработала как строительные леса, которые можно снять.

Оговорка авторов существенная: все 31 участник — здоровые молодые люди, средний возраст 23 года. У человека после инсульта или травмы позвоночника моторная кора перестроена, а чувствительность в руках часто нарушена, и куда там ставить моторчики — вопрос открытый. Прежде чем говорить о реабилитации, эксперимент придется повторить на тех, кому он предназначен.

P.S. Поддержать меня можно подпиской на канал "сбежавшая нейросеть", где я рассказываю про ИИ с творческой стороны.