Поки йдеться про експерименти, але в майбутньому технологія може змінити життя мільйонам.
Міжнародна команда вчених зробила важливий крок до створення ефективних біонічних протезів зору. Дослідники з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі (UCSB), Швейцарської вищої технічної школи Цюриха (ETH Zurich) і Університету Мігеля Ернандеса (MHU) застосували глибоке навчання, щоб зробити стимуляцію зорової кори мозку точнішою та передбачуванішою. Результати роботи опубліковані в науковому журналі Neuron.
Довгі роки головною проблемою нейропротезів залишалася непередбачуваність реакції мозку. На відміну від імплантів сітківки, кортикальні протези передають електричні сигнали безпосередньо в зорову кору — ділянку в потиличній частці мозку, що відповідає за обробку зображень.
Такий метод може допомогти людям, які втратили зір через інсульти, травми або нейродегенеративні захворювання, за яких пошкоджені очі чи зорові нерви, але сам мозок здатен сприймати сигнали. Однак на практиці один і той самий електричний імпульс може викликати в людини абсолютно різні зорові відчуття залежно від поточного стану нервової системи.
Щоб вирішити це завдання, у 2024 році фахівці лабораторії біонічного зору UCSB вирушили до Іспанії. У лікарні IMED Elche вони провели серію експериментів за участю 27-річного чоловіка, який осліп унаслідок черепно-мозкової травми. У його зорову кору на шість місяців встановили тимчасову матрицю з 96 електродів.
Під час подачі слабкого струму учасник експерименту бачив так звані фосфени — світлові плями, спалахи або геометричні фігури, що нагадують зірки чи феєрверки. Унікальність використаного імпланта полягала в тому, що він міг не лише стимулювати нейрони, а й одночасно записувати зворотну активність мозку.
Після цього вчені навчили ШІ аналізувати фонову активність мозку безпосередньо перед подачею імпульсу та прогнозувати, як нейрони відреагують на різні комбінації сигналів. У результаті система навчилася підбирати такі параметри стимуляції, які викликали потрібний відгук із набагато більшою точністю і при цьому вимагали меншої сили струму, ніж стандартні методи.
Крім того, дослідники зіставили записи мозкової активності з усними звітами пацієнта, який докладно описував розмір, форму, яскравість і колір побачених спалахів. Виявилося, що власні сигнали мозку набагато точніше передбачають реальне зорове сприйняття людини, ніж задані налаштування електродів.
А в майбутньому повноцінний зоровий протез не може працювати за жорстким шаблоном: пристрій має сам вивчати особливості конкретної людини та підлаштовуватися під них, а не змушувати пацієнта звикати до набору стандартних сигналів. І нехай такі протези — справа майбутнього, прорив у цій галузі вже дає серйозні надії вважати, що майбутнє не таке вже й далеке.