Neuralink hat auf der technologischen Seite neuronaler Implantate für Aufsehen gesorgt, ihre praktische Anwendung jedoch noch nicht gezeigt (es sei denn, Sie sind ein Fan von Pong).
Diese Woche lieferte die akademische Gemeinschaft ein ziemlich beeindruckendes Beispiel für das Versprechen neuronaler Implantate.
Mit Hilfe eines Nervenimplantats konnte eine gelähmte Person etwa 90 Zeichen pro Minute eingeben, indem sie sich vorstellte, diese Zeichen von Hand zu schreiben.
Es ist ein verrückter Sprung nach vorne.
Ein Nervenimplantat mit sofortiger Rückmeldung
Frühere Versuche, gelähmten Menschen über Implantate Schreibfähigkeiten zu vermitteln, umfassten virtuelle Tastaturen und Cursor, die mit dem Verstand bewegt werden mussten.
Ein effektiver, aber langsamer Prozess, bei dem das Subjekt den Fortschritt des Cursors verfolgen und bestimmen muss, wann das Äquivalent zum Drücken einer Taste ausgeführt werden soll. Ganz zu schweigen von der Zeit, die benötigt wird, um die Steuerung des Systems zu erlernen.
Es gibt aber auch andere Möglichkeiten, die Worte aus unseren Köpfen zu bekommen. Irgendwo in unserem Schreibgedanken bilden wir die Absicht, ein bestimmtes Zeichen zu verwenden, und ein neuronales Implantat, das diese Absicht verfolgt, kann möglicherweise funktionieren. Ein Prozess noch nicht sehr klar.
Aber aber ...
Nach dieser Absicht wird eine Entscheidung an den motorischen Kortex übertragen, wo sie in Aktionen umgesetzt wird.
Wieder gibt es eine Phase der Absicht, in der der motorische Kortex bestimmt, wer den Buchstaben bildet (z. B. Tippen oder Schreiben), und die zu den spezifischen Muskelbewegungen führt, die zur Ausführung der Aktion erforderlich sind.
Stattdessen werden diese Prozesse viel besser verstanden, und auf diese hat das Forschungsteam seine neue Arbeit ausgerichtet.
Neuronale Implantatforschung (Hier ist es)
Insbesondere platzierten die Forscher zwei Implantate im prämotorischen Kortex einer gelähmten Person. Es wird angenommen, dass dieser Bereich an der Bildung von Absichten zur Ausführung der Bewegungen beteiligt ist.
Mit den Implantaten an der richtigen Stelle baten die Forscher den Teilnehmer, sich vorzustellen, Briefe auf eine Seite zu schreiben, und zeichneten dabei die neuronale Aktivität auf.
Was kam heraus
Insgesamt waren von den ungefähr 200 Elektroden im prämotorischen Kortex des Teilnehmers nicht alle für das Schreiben von Briefen nützlich. Für diejenigen, die es waren, führten die Autoren eine Hauptkomponentenanalyse durch. Durch die Umwandlung dieser Aufzeichnungen in eine zweidimensionale Textur stellte das Team fest, dass physikalisch ähnliche Zeichen, z. B. boh, ner, homogene neuronale Aufzeichnungscluster bildeten.
Insgesamt stellten die Forscher fest, dass sie den entsprechenden Charakter entschlüsseln konnten mit einer Genauigkeit von etwas mehr als 94%Das System erforderte jedoch eine relativ langsame Analyse nach dem Aufzeichnen der neuronalen Daten.
Damit die Dinge in Echtzeit funktionieren, trainierten die Forscher ein neuronales Netzwerk, um die Wahrscheinlichkeit eines Signals zu schätzen, das jedem Buchstaben entspricht.
Die Ergebnisse des Nervenimplantats zum Schreiben mit Gedanken
Trotz der Arbeit mit einer relativ kleinen Datenmenge (nur 242 Sätze) funktionierte das System sehr gut.
Die Verzögerung zwischen dem Gedanken und dem Erscheinen eines Zeichens auf dem Bildschirm betrug ungefähr eine halbe Sekunde, und der Teilnehmer konnte ungefähr 90 Zeichen pro Minute produzieren und übertraf damit den vorherigen Datensatz (25 Zeichen pro Minute). Die rohe Fehlerrate des Nervenimplantats es waren nur etwa 5%. Mit der Hinzufügung eines automatischen Korrektors wurde es auf 1% reduziert.
Die Tests wurden alle mit voreingestellten Sätzen durchgeführt. Zu einem späteren Zeitpunkt baten die Forscher den Teilnehmer, Freiformantworten einzugeben. Hier sank die Geschwindigkeit etwas (auf 75 Zeichen pro Minute) und die Fehler nahmen nach der Autokorrektur um bis zu 2% zu, aber das System funktionierte immer noch wie ein Zauber.
Neuronales Implantat, wir sind im Jahr Null
Wie die Forscher selbst festgestellt haben, ist dies "noch kein vollständiges und klinisch valides System". Für den Anfang wurde es nur für eine einzelne Person verwendet - wir haben immer noch keine Ahnung, wie gut es für andere funktioniert. Darüber hinaus enthielt das verwendete Alphabet keine Ziffern und Satzzeichen.
Das System zeigte jedoch eine enorme Geschwindigkeitssteigerung gegenüber früheren neuronalen implantatgeführten Systemen mit ausgezeichneter Genauigkeit.
