Yalen uusi BCI ei taistele aivoja vastaan: osallistujat oppivat ohjaamaan hahmoa ajatuksella alle tunnissa

Avainlöydös: Tunneista turhautumista alle tuntiin

Tulokset olivat hämmästyttäviä. Geometriaan mukautuvaa BCI:tä käyttäneet osallistujat oppivat hallitsemaan videopelihahmoa alle tunnissa. Tämä on jyrkkä vastakohta aiemmille, reaaliaikaiseen fMRI-kuvaukseen perustuville BCI-järjestelmille, jotka vaativat usein jopa kymmenen pitkää harjoituskertaa henkilöä kohden. Lisäksi noin kolmasosa käyttäjistä ei koskaan saavuttanut luotettavaa hallintaa vanhemmissa järjestelmissä .

Uusi lähestymistapa käytännössä poisti ongelman käyttäjistä, jotka eivät oppineet, osoittaen, että nopea ja universaali BCI-hallinta on mahdollista, kun liittymä kunnioittaa aivojen luonnollista rakennetta .

Menetelmä: Reaaliaikainen fMRI ja näköaivokuori

Tutkimusryhmä käytti toiminnallista magneettikuvausta (fMRI) antaakseen reaaliaikaista neuropalautetta keskittyen erityisesti näköaivokuoreen. Osallistujat oppivat säätelemään toimintaa tällä aivoalueella niiden ulottuvuuksien mukaan, jotka moniston löytävä koneoppimisalgoritmi oli tunnistanut. Tämä kohdennettu lähestymistapa poikkeaa mielivaltaisten aivoalueiden tai -kuvioiden harjoittamisesta, ankkuroiden BCI:n tiettyyn, hyvin ymmärrettyyn hermojärjestelmään .

Mitä tapahtuu, kun periaatetta rikotaan

Tutkimus ei ainoastaan osoittanut, mikä toimii – se todisti myös, mikä epäonnistuu. Kun BCI suunniteltiin tarkoituksella toimimaan aivojen luontaista geometriaa vastaan, pyytämällä osallistujia säätelemään toimintaa ulottuvuuksilla, jotka olivat huonosti linjassa sisäisen hermoverkoston rakenteen kanssa, oppiminen pysähtyi täysin. Käyttäjät eivät osoittaneet juuri lainkaan edistymistä, toistaen täydellisesti aiempien BCI-suunnitelmien pettymykselliset tulokset .

Tämä löydös ei ole vain tekninen yksityiskohta; se tarjoaa kausaalisen selityksen sille, miksi aiemmat noninvasiiviset BCI-laitteet usein epäonnistuivat. Este ei koskaan ollut pelkästään signaalin laadussa tai käyttäjän vaivannäössä – se oli perustavanlaatuinen epäsuhta liittymän suunnittelun ja aivojen toiminnallisen arkkitehtuurin välillä.

Tutkimuksen tekijät

Tutkimus oli poikkitieteellinen ponnistus Yalessa. Tuore tohtori Erica Busch oli tutkimuksen pääkirjoittaja. Vastaavat kirjoittajat ovat Smita Krishnaswamy Yalen genetiikan ja tietojenkäsittelytieteen laitoksilta ja Nicholas Turk-Browne psykologian laitokselta. Muita kirjoittajia ovat E. Chandra Fincke ja Guillaume Lajoie .

Laajemmat vaikutukset lääketieteeseen, pelaamiseen ja muuhun

Vaikutukset ulottuvat paljon videopelejä pidemmälle. Kirjoittajat argumentoivat, että mikä tahansa neuroteknologia, joka on suunniteltu vuorovaikuttamaan aivojen kanssa – autetaanpa sitten liikunta- tai kommunikaatiohäiriöistä kärsiviä, kehitetään masennuksen tai ahdistuksen hoitoja tai rakennetaan seuraavan sukupolven kuluttajalaitteita – on tehokkaampi, jos se rakentuu aivojen luontaisen geometrian ympärille. Tutkimus luo suunnitelman näiden interventioiden tekemiseksi nopeammiksi, tehokkaammiksi ja helpommin saavutettaviksi .

Tämä ihmiskeskeinen, geometriaan mukautuva suunnittelufilosofia voi merkitä käännekohtaa. Kuten eräs tutkimusta käsittelevä artikkeli vihjaili, saattaa pian olla "peli ohi" perinteiselle peliohjaimelle – ei minkään yksittäisen laitteen, vaan älykkäämmän aivojen kuuntelutavan ansiosta .