Makaagid kontrollisid mõttejõul korraga kahte virtuaalkätt ({{commentsTotal}})

Foto: Duke'i neuroteadusekeskus
Foto: Duke'i neuroteadusekeskus

Brasiilia neuroteadlased on koostöös oma Briti ja Šveitsi kolleegidega jõudnud reesusmakaakide ajutegevuse tõlgendamisel piisavalt kaugele, et anda neile esimest korda võimalus kontrollida korraga kahe virtuaalkäe liikumist. Liides annab vihjeid sarnaste inimest ja masinat siduvate vahelülide loomiseks.


Eelnevates töödes on Miguel Nicolesise töörühm loonud mitmeid aju-masina liideseid, mis võimaldasid ahvidel ja inimestel kontrollida üksikuid virtuaal- ja robotkäsi. Ent suur osa argitegevusi kulgevad sujuvamalt kahe käe abil. Seeläbi oleks näiteks halvatutele kunstjäsemetega täisväärtusliku elu kindlustamisel vastava võimekuse andmine oluline samm. Kahe käe korraga liigutamisel nähtav ajuaktiivsus ei ole aga pelgalt käte ükshaaval liigutamisel nähtava aktiivsuse summa.


Nicolesis otsustas ebamugavat asjaolu pehmendada reesusmakaakide ajju arvukamate elektroodidega siirdamisega. Uute ja õhukesemate kiipidega suudeti korraga jälgida vastavalt kompimismeele ning liigutuste planeerimise ja täideviimisega seostatud ajuosades 500 neuroni elektrilist aktiivsust. Teistes uurimustes on korraga jälgitud rohkemate üksikute ajurakkude aktiivsust vaid inimestega tehtud katsetes.


Implantaatide siirdamisele järgnenud nädalatel viidi makaak ekraani ette, mis kujutas esimese-isiku-vaates virtuaalkäte paari. Ahv sai seda kontrollida kahe juhtkangi vahendusel. Käte ekraanil märgistatud kohta viimisel sai ta vaevatasuks mahla. Ülesannete lahendamise ajal jälgisid teadlased hoolikalt looma ajutegevust. Viimaks suudeti arvuti algoritme treenida piisavalt täpseks, et ekraanil asuvate käte liigutamisel sai lähtuda otseselt makaagi ajutegevusest. Kahe nädalaga märkas ka ahv, et ta ei pea nende kontrollimiseks ise reaalselt juhtkange liigutama.


Töörühm mõistis samal ajal, et reaalselt halvatud inimeste puhul pole taoline treenimisvõimalus lahenduseks. Seega puudus teisel implantaadi saanud makaagil algusest peale võimalus ekraanil toimuvat juhtkangide abil mõjutada. Selle asemel pidi ta esmalt jälgima, kuidas ekraanil asuvad käed iseseisvalt sihtmärke katavad. Algoritm suutis pelgalt seitsme minutiga teha kindlaks ajurakud, mis virtuaalkäe liikumisele reageerisid. Samad neuronid oleks laenglema löönud ka ahvi enda käte liikumise korral. Seeläbi sai ahv eksperimendi järgmises faasis juba ise mõttejõul käsi kontrollida.


Esimene makaagi kavatsusi suudeti edukalt lugeda 75% juhtudest. Ent lisades sellele teise järsema õpikõveraga ahvi tulemused, langes üleüldine õnnestumisprotsent 45%'ni. Seega on teadlastel ülesande lihtsust arvestades veel küllaga arenguruumi. Kuid aju ja masinat siduvate liideste laiem tulevik näib helge olevat. Töörühm märkas, et ahvide aju näis aja jooksul implantaadiga kohanduvat – selle tulemusena muutus kergelt ajurakkude laenglemismuster.


Brasiillasest Nicolesise katsed on osa laiemast eksperimentide seeriast, mille lõpptulemusena loodab ta 2014. aastaks anda ühele halvatule võime mõttejõul kontrollitava eksoskeleti abil avada pallilöögiga jalgpalli maailmameistrivõistlused.


Töörühma uurimus ilmus ajakirjas Science Translational Medicine.

Toimetas Jaan-Juhan Oidermaa


AASTA ÕPETAJA GALA
Haridus- ja teadusministeerium tunnustab 7. oktoobril aasta õpetaja galal "Eestimaa õpib ja tänab" neid haridustöötajaid, kes annavad teistele oma tehtud tööga eeskuju. ERR Novaator tutvustab järgmise kuu aja jooksul lugejatele kõigi kategooriate nominente.
kõik eesti teaduse hindamisraportist
Püüa vaadata oma riiete kapi sisule nagu sõpruskonnale.

Facebookil ja riidekapil pole palju vahet

Inimeste kalduvus koguda Facebooki sõpru nagu riideid riidekappi, võib kohati kurjalt kätte maksta ja mõjutada isegi kohtuprotsessi tulemusi, leiab R2 tehnikakommentaaris Kristjan Port.

ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.
Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: