ממשק מוח-מחשב מושתל בניתוח מאפשר שליטה מדויקת באצבעות בחולי שיתוק, ומשחרר פוטנציאל לפעילויות חברתיות ופנאי כמו משחקי וידאו
במחקר שפורסם ב רפואת טבעמדענים פיתחו לאחרונה ממשק מוח-מחשב שניתן להשתיל במוח כדי לזהות ולפענח באופן רציף תנועות אצבעות אצל אנשים עם שיתוק, מה שמאפשר להם לשחק במשחקי וידאו.
רֶקַע
ליקוי מוטורי חמור או שיתוק קשור למגוון מוגבלויות שעלולות להשפיע על הרווחה הפיזית והנפשית של האדם. בארצות הברית, יותר מחמישה מיליון אנשים חיים עם שיתוק.
סקר שנערך לאחרונה בארצות הברית מגלה שלכ-79%, 50% ו-63% מהאנשים עם שיתוק מפציעה בעמוד השדרה יש צרכים בלתי מסופקים לתמיכה עמיתים, פעילויות פנאי וספורט.
אנשים עם ליקויים מוטוריים קלים או בינוניים שיכולים לתמרן בקר משחק וידאו משתמשים לעתים קרובות במשחקי וידאו לחיבור חברתי ולשקע תחרותי. עם זאת, אנשים עם ליקויים מוטוריים חמורים חווים אתגרים גדולים במשחקי וידאו, אפילו עם טכנולוגיות מסייעות או הסתגלות. לעתים קרובות הם צריכים לשחק משחקי וידאו ברמת קושי קלה יותר או להימנע ממשחקים מרובי משתתפים עם שחקנים שאינם נכים.
מערכות ממשק מוח-מחשב זוכות לתשומת לב משמעותית בתור התערבויות פוטנציאליות לשיקום פעילויות מוטוריות. ניתן למנף ממשקים אלה כדי לעזור לאנשים עם שיתוק לשלוט במשחקי וידאו, ובאופן רחב יותר, לשלוט בממשקים דיגיטליים עבור רשתות חברתיות ועבודה מרחוק.
זרועות רובוטיות זכו לתשומת הלב הגבוהה ביותר בתחום ממשקי המוח המוטוריים למחשב להגעה ולתפיסה לאן נעות האצבעות כקבוצה. עם זאת, ממשקים שנועדו לספק שליטה אישית באצבע יאפשרו פעילויות כגון הקלדה, נגינה בכלי נגינה או מניפולציה של בקר משחק וידאו.
ממצאי המחקר
במחקר הנוכחי, מדענים פיתחו ממשק מוח אצבע-מחשב שיכול לפענח ברציפות שלוש קבוצות אצבעות עצמאיות. האגודל פוענח בשני ממדים, ובסופו של דבר סיפקו ארבע דרגות חופש.
ממשק המוח-מחשב היה מסוגל לתעד באופן רציף את דפוסי הפעילות החשמלית של נוירונים מרובים במוח ולתרגם אותות אלה לתנועות מורכבות.
מדענים השתילו את הממשק בג'ירוס הקדם-מרכזי השמאלי של אדם עם טטרפלגיה (שיתוק בפלג הגוף העליון והתחתון) עקב פגיעה בחוט השדרה. הג'ירוס הקדם-מרכזי השמאלי הוא אזור מוחי שאחראי על שליטה בתנועת היד.
הם תיעדו פעילויות עצביות בזמן שהמשתתף צפה ביד וירטואלית מבצעת תנועות שונות על מסך מחשב. הם ניתחו את ההקלטה באמצעות אלגוריתמים של למידת מכונה כדי לזהות את האותות המקושרים לתנועות אצבע ספציפיות.
מערכת ממשק המוח-מחשב השתמשה באותות אלה כדי לחזות במדויק את תנועות האצבעות ולאחר מכן להקל על המשתתף לשלוט בשלוש קבוצות אצבעות שונות מאוד ביד וירטואלית, כולל תנועות אגודל דו-ממדיות.
מערכת הממשק השיגה רמה גבוהה יותר של דיוק תנועת אצבע ודרגת חופש ממה שניתן היה בעבר.
מדענים הרחיבו את היישום של בקרת אצבע זו למשחק וידאו. הם השתמשו בעמדות אצבע שפוענחו על ידי הממשק כדי לספק נקודות קצה דיגיטליות עצמאיות לשליטה במהירות ובכיוון של quadcopter וירטואלי, אשר בתורו אפשרו למשתתף להפעיל את המכשיר דרך מסלולי מכשולים מרובים כחלק ממשחק וידאו.
המשתתף הביע תחושה של מחוברות חברתית, מתן אפשרות ובילוי במהלך השליטה בממשק המוח-מחשב של ה-quadcopter. הוא גם הדגיש את המשמעות של התאמה אישית של האצבעות והביע כיצד חוסר אינדיבידואליזציה משפיל את הביצועים.
משמעות המחקר
המחקר מתאר את הפיתוח והאימות של מערכת ממשק מוח-מחשב בעלת ביצועים גבוהים, מבוססת אצבעות שיכולה לתת מענה לרבים מהצרכים הבלתי מסופקים של אנשים עם שיתוק.
רוב המחקרים הקודמים התמקדו בשימוש בממשקי מוח-מחשב עבור בקרת סמן לחיצה דו מימדית כדי לווסת quadcopter או סימולטור טיסה. מחקר אחד כזה שחקר quadcopter מבוקר אלקטרואנצפלוגרפי דיווח על ניווט דרך 3 צלצולים ב-4 דקות, בהשוואה ל-12 צלצולים בפקדים בעלי יכולת גוף באמצעות מקלדת.
המחקר הנוכחי, לעומת זאת, דיווח כי מערכת ממשק המוח-מחשב מאפשרת ניווט בין 18 צלצולים בפחות מ-3 דקות בביצועים שיא, מה שמעיד על עלייה של פי 6 בביצועים.
המערכת גם מאפשרת טיסה ספונטנית בצורה חופשית דרך טבעות המופיעות באקראי. גישה זו של שימוש בבקרת מוטוריקה עדינה עבור משחקי וידאו הנשלטים על ידי מוח-מחשב תוך-קורטיקלי יכולה למלא צרכים רבים שאינם מסופקים של אנשים עם שיתוק.