Ученые прочитали мысли обезьян с помощью ультразвука

Самые современные приспособления для чтения мыслей у людей состоят из крошечных проводов, вживленных в мозг. Однако ученые из США нашли менее инвазивный вариант. Они применили ультразвуковое сканирование для предсказания преднамеренных движений глаз и рук у обезьян. Если метод получится доработать, он позволит парализованным людям управлять протезами без существенного хирургического вмешательства в мозг.

Ультразвуковые волны не первый год применяются для получения изображений внутренних органов человека. Преобразователь посылает ультразвуковые сигналы, которые отражаются и показывают границы между различными тканями и жидкостями. Около десяти лет назад ученые нашли способ адаптировать ультразвук для сканирования мозга. Метод функциональной ультразвуковой визуализации вместо узкого луча использует широкий, плоский поток звука, чтобы быстрее охватить большую площадь. Так измеряются изменения в кровотоке, который указывают на активность нейронов.

Этот способ нельзя назвать полностью неинвазивным, поскольку он требует удаления небольшого фрагмента черепа, но в отличие от вживления электродов, которые считывают электрическую активность нейронов напрямую, здесь не приходится удалять защитную мембрану мозга. Функциональный ультразвук способен заглянуть глубоко в мозг, не проникая в его ткани.

Для того чтобы установить, можно ли использовать эту технологию для передачи сигналов мозга компьютеру, не жертвуя скоростью и точностью, биохимики из Калифорнийского технологического института вставили преобразователи размером с фишку домино в череп двух макак-резус. Устройство через провод было соединено с компьютером и посылало звуковые волны в заднюю теменную кору головного мозга, пишет Science. Этот участок отвечает за планирование движений.

Животные были выдрессированы фокусировать взгляд на точке в центре экрана, когда в правом или левом углу появлялся сигнал. Когда центральная точка исчезала, обезьяны переводили взгляд на место, где должен появиться сигнал. В другом эксперименте макаки должны были двигать джойстик по направлению к точке на экране.

Затем компьютерный алгоритм переводил ультразвуковые данные в предположения о намерениях макак. Он мог определить, когда животные готовятся совершить движение и собираются ли они изменить направление взгляда или протянуть руку. Точность прогноза о том, будет ли движение направлено вправо или влево, составило 78% для глаз и 89% — для рук.

Отличие этого исследования от предыдущих заключается в том, что ученым удалось составить точный прогноз сразу, без необходимости повторять движения по нескольку раз. Это облегчает создание нейроинтерфейсов — человеку не придется повторять свои команды, чтобы компьютер понял его намерения.

Следующим шагом исследователей будет применение прогнозов в реальных условиях, для движения роботизированной руки или курсора.

Электроды для чтения мыслей сквозь волосы изобрели в Китае. Они одинаково хорошо считывают электрические сигналы мозга с бритой головы, как и через шевелюру. От неприятного и плохо смывающегося геля тоже можно будет отказаться.