Технология, задвижвана от мозъчни вълни, позволява на канадските деца, „хванати в собствените си тела“, да играят

Осемгодишната Жизел Алнасер иска плюшената играчка Елмо да седи на табуретка в другия край на стаята и ще използва мозъка си маха, за да го получи.

Докато майка й я насърчава с призиви „Хайде, хайде, хайде!" Жизел се концентрира, докато платформата под нейната инвалидна количка изглежда се търкаля сама към Елмо. Тя се усмихва, когато стига до столчето и професионален терапевт й подава играчката.

Жизел е била диагностицирана с генна мутация CAMK2b, когато е била малко дете. Това засяга способността на мозъка й да комуникира с мускулите й — което означава, че тя не може да ходи или да движи ръцете си много — и тя не може да говори.

Програмата Brain Computer Interface в болницата за рехабилитация на деца Holland Bloorview в Торонто разработва технология, която позволява на Жизел и десетки други деца с физически увреждания да използват ума си, за да се движат и играят.

„(Това са) деца, които не могат да се движат сами в пространството, (които) не го правят имат надеждно движение и нямат вербална комуникация или имат затруднения с вербалната комуникация. Така че наистина единственият им начин за взаимодействие с околната среда е чрез техните мисли,” каза Сузана Ван Дам, професионален терапевт и ръководител на екипа за клиничната BCI програма на болницата.

Интерфейсът на мозъчния компютър работи като on- превключвател за изключване, задействан от електрически модели в мозъка. Докато носи слушалка с ЕЕГ електроди, детето е помолено да мисли за нещо конкретно, което ще служи като „заповедна“ мисъл. След това детето е помолено да се отпусне и да постави ума си в тихо, пасивно състояние, което служи като мисълта „стоп“.

Електродите предават тези електрически сигнали към компютър, където те се записват. Компютърът е обучен чрез изкуствен интелект да разпознава тези специфични мозъчни модели, когато ги види отново, и да стартира или спира всяко устройство, към което е свързан – като подвижната платформа за инвалидна количка на Giselle.

„Докато човек може да генерира активност в мозъка, вие можете някак си да натиснете превключвателя и да контролирате дейността“, каза Том Чау, старши учен и ръководител на мултидисциплинарната лаборатория за интелигентни системи за педиатрична рехабилитация на Holland Bloorview.

Жизел генерира „заповедна“ мисъл, като мисли за бързо движение в инвалидната си количка или се фокусира върху фразата „давай, давай, давай“.

Но всяка мисъл ще свърши работа. Ключът е детето да се концентрира върху него, докато компютърът записва електрическия мозъчен модел, който създава.

След това, когато детето иска да накара нещо да се случи, то отново мисли същата мисъл, генерирайки същия мозъчен модел който сега компютърът разпознава.

„(Когато дете) изпрати този сигнал „давай“, компютърът го интерпретира просто като команда за стартиране, за активиране на каквото и да е, към което е прикрепено“, Ван Дам каза.

За друга дейност екипът прикрепя компютъра към машина за мехурчета. Същите командни мисли, които позволяват на Жизел да движи инвалидната си количка, сега й позволяват да създава мехурчета.

В игра на „замразяване“ компютърът е програмиран да възпроизвежда музика, когато тя мисли, че командата й е мисъл. Докато танцува песента на Барни, Жизел включва и изключва музиката, докато майка й и болничният персонал танцуват около нея. Когато спира музиката, за да ги накара да замръзнат в позиция, Жизел се усмихва радостно.

„Някой, който не е могъл да включи любимата си музика или да играе видео игра поради физическо увреждане, може използват силата на мозъка си, за да направят това“, каза Ван Дам.

Родителите на Жизел, Сама Даруиш и Насер Алнасер, казаха, че е било „невероятно“ да гледат как дъщеря им използва BCI технология.

“ Като всеки родител, вие искате малко независимост за децата да правят свои собствени неща … да се движат, да играят, да учат и всичко“, каза Алнасер.

„Да бъде себе си. Да бъда дете.“

Въпреки че изследванията на BCI се провеждат в различни части на света от десетилетия, канадска мрежа, състояща се от Holland Bloorview, Alberta Children's Hospital в Калгари и Glenrose Rehabilitation Hospital в Едмънтън, пое водещата роля през последните години в предоставянето на технологията на деца и младежи с увреждания.

„Едно нещо, което забелязахме като група клиницисти, които преглеждат деца и техните семейства, беше, че въпреки че тези BCI технологии бързо напредват, педиатричната населението беше наистина пренебрегнато“, каза д-р Джон Андерсен, доцент по педиатрия от Университета на Алберта, който ръководи програмата BCI в Glenrose.

„Искахме да видим как можем да направим това достъпно за децата и да научим от тях и техните семейства, за да разработим съвместно как тази нововъзникваща технология може да бъде достъпна в настоящата си форма и как можем да развием технологията и експертния опит около нея в бъдеще“, каза Андерсен, отбелязвайки, че Чау в Holland Bloorview е бил пионер за групата.

Въпреки че дейностите за включване и изключване помагат на децата и младежите с невромоторни увреждания да получат повече контрол в живота си, изследователите казват, че разработването на BCI технология, за да помогне на невербалните деца да общуват, е следващата важна стъпка — и приоритет, поискан от техните родители.

„Ние правим изследвания в областта на комуникацията вече две десетилетия. Но най-накрая го стигаме до точката, в която вие ще можете да го превеждате,” каза Чау.

Надеждата е, че в близко бъдеще децата ще могат да използват BCI, за предават желанията и нуждите, използвайки ума си, каза той.

„(Това) наистина би отключило огромен потенциал за деца, които всъщност са били в капан в собствените си тела“, каза Чау.

„Те имат толкова много, което искат да изразят. И просто никога не е имало средства.“

Последвайте ни в