AI modelis padėjo tiksliau pritaikyti regos žievės stimuliaciją bioniniam regėjimui

Naujame tyrime mokslininkai nagrinėjo, ar AI gali padėti geriau pritaikyti vizualinius protezus, skirtus apeiti pažeistas akis ir regos nervą. Tokie protezai tiesiogiai stimuliuoja regos žievę, o žmogus mato fosfenus – šviesos blyksnius ir dėmes. Ilgainiui iš tokių signalų siekiama sudaryti vaizdą žmonėms, netekusiems regėjimo po traumų, dėl neurologinių ar paveldimų ligų.

Tyrėjai pažymi, kad smegenys neveikia kaip ekranas. Nors gali atrodyti, kad fosfenai yra tarsi pikseliai ir didesnis elektrodų skaičius turėtų duoti išsamesnį vaizdą, praktikoje elektrodai veikia vieni kitus, neuronų atsakai svyruoja, o į smegenis perduodamas signalas nebūtinai sutampa su tuo, ką žmogus iš tiesų mato.

Šiai idėjai patikrinti buvo tiriamas vienas dalyvis – 27 metų vyras, regėjimą praradęs po galvos smegenų traumos. Ligoninėje Ispanijoje jam laikinai į regos žievę buvo implantuotas 96 elektrodų implantas. Jis galėjo ne tik stimuliuoti neuronus, bet ir registruoti jų atsaką. Pats dalyvis po kiekvieno bandymo apibūdindavo kiekvieną blyksnį pagal ryškumą, dydį, formą ir spalvą.

Remdamiesi šiais duomenimis, mokslininkai apmokė giliąjį neuroninį tinklą prognozuoti, kaip smegenys reaguos į skirtingus stimuliacijos raštus. Modelis taip pat vertino foninį smegenų aktyvumą prieš kiekvieną bandymą, nes neuronų būsena nuolat kinta ir tai daro įtaką rezultatui.

Pasak tyrimo aprašymo, AI parinkti stimuliacijos raštai sukėlė pageidaujamą neuronų atsaką tiksliau nei kiti metodai ir tam reikėjo mažesnės srovės. Dar viena išvada buvo ta, kad užfiksuotas smegenų aktyvumas geriau numatė, ką žmogus pamatys, nei patys elektrinės stimuliacijos parametrai.

Tyrėjai iš to daro išvadą, kad fiksuotas stimuliacijos receptas tokiems protezams netinka. Jų vertinimu, sistema turėtų mokytis konkrečių smegenų ypatybių ir nuolat prisitaikyti prie jų reakcijų.

Kartu pabrėžiama, kad tai ankstyvas koncepcijos patikrinimas. Tyrimas atliktas su vienu žmogumi ir naudojant laikiną implantą, todėl iki klinikiniams įrenginiams tinkamo sprendimo dar reikės daug papildomų bandymų.