Znanstvenici s američkog sveučilišta Stanford uspjeli su ultrazvučnim snimanjem mozga pronaći način kako se kod majmuna može predvidjeti kada će, primjerice, pomaknuti oko ili ruku. Bio bi to jedan korak prema mogućnosti da se ultrazvukom kontroliraju elektronički uređaji, poput robotske ruke ili kursora na ekranu računala. I jasno, kad bi se taj pristup dodatno unaprijedio, mogao bi se primjenjivati kod paraliziranih osoba koje bi tako mogle kontrolirati protetičke uređaje bez potrebe za izravnim kontaktom s mozgom.
Algoritam i predviđanja
Liječnici već dugo koriste zvučne valove s frekvencijama koje su izvan slušnog spektra ljudskog uha kako bi napravili slike naših unutrašnjih organa jednostavnom metodom – kroz tijelo se šalju ultrazvučni valovi koji se onda odbijaju, a tako se prepoznaje gdje se razdvajaju pojedina tkiva i tekućine koje između njih teku, ukratko je opisano u časopisu Science. Prije desetak godina ustanovljeno je da postoji način kako ultrazvukom snimati i mozak. Kod tog pristupa ultrazvuk se primjenjuje ponešto drukčije u odnosu na klasičnu primjenu takve tehnologije, kako bi se brže ‘uhvatila’ veća površina mozga. Slično kao kod magnetske rezonancije, MR-a, gdje se gledanjem protoka krvi indicira kada su neuroni aktivni, samo što se ultrazvukom dobivaju puno preciznije slike nego MR-om, a promatrana osoba ne mora ležati unutar glomaznog uređaja. Ipak, nije sve baš tako bajno, jer je i dalje potrebno ukloniti manji dio lubanje, no nije potrebno ugrađivati nikakve elektrode kako bi se pročitala aktivnost neurona, a postupak ne zahtijeva ni otvaranje membrane mozga.
Ova nova metoda može ‘pročitati’ aktivnost duboko u mozgu a da se organ ne oštećuje. Pitanje koje se ipak postavilo bilo je može li signal dobiven ultrazvukom biti dovoljno gust, odnosno može li sadržavati dovoljno informacija. Hoće li biti dovoljno informacija da se prepozna namjera pokreta? Laboratorijskim makaki majmunima tako su u lubanje ugrađeni pretvarači veličine domina, povezani s računalom, a ultrazvuk je usmjeren prema tjemenom moždanom režnju u kojem se planiraju pokreti. Majmuni su uvježbavani za određeni pokret oka, a onda i ruke, kojom su po istom obrascu kao kod oka pomicali joystick. Računalni algoritam koristio se podacima dobivenim ultrazvukom i pretvarao ih u ‘pogađanja’ o ‘namjerama’ makaki majmuna. S vremenom bilo je moguće predvidjeti kada se majmuni pripremaju za pokret te radi li se o pokretu oka ili ruke. Sa 78 posto točnosti uspjelo se predvidjeti hoće li pokret okom biti ulijevo ili udesno, a s čak 89 posto hoće li to biti pokret rukom. Studija je posebice važna u kontekstu korištenja robotiziranih udova ili pomagala, naime po ovome bilo bi dovoljno da korisnik samo jednom zamisli pokret, a on se onda realizira kroz takvo pomagalo.
Problem je brzina uređaja
Više pokušaja čini uređaj nepreciznijim, a korisnika se nakon nekog vremena umori. Sljedeći je korak korištenje računalnih predikcija u stvarnom vremenu pri vođenju robotizirane ruke ili kursora. Ipak, još je dug put do toga da ova tehnologija dostigne ono što već danas mogu implantati slične namjene. Takvi uređaji mogu prepoznavati namjeru pokreta ne samo ulijevo ili udesno, već u više smjerova. Ali, sasvim je sigurno kako će mnogi pacijenti radije izabrati uređaj koji je što manje invazivan. Drugi je problem ipak brzina jer je potrebno prikupiti podatke u vremenu od dvije sekunde prije negoli je moguće dekodirati namjeru pokreta. No ako sustav objedinjuje dovoljno brzo računalo i dovoljno sofisticiranu mehaniku, takvo se nešto može kompenzirati.