Искусственный интеллект может повысить эффективность экспериментальных имплантов, предназначенных для частичного восстановления зрения у незрячих людей. Учёные из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, ETH Zurich и Университета Мигеля Эрнандеса исследовали, как точнее воздействовать на зрительную кору мозга. Результаты работы опубликованы в научном журнале Neuron, сообщает ScienceDaily.
Исследователи применили систему глубокого обучения для подбора электрических сигналов к электродам, временно установленным в зрительной коре. Эта область мозга расположена в его задней части и отвечает за обработку зрительной информации. Алгоритм анализировал реакции мозга и помогал прогнозировать ощущения, которые возникнут у человека после стимуляции.
Эксперимент провели в 2024 году в испанской больнице IMED Elche с участием 27-летнего мужчины, потерявшего зрение после травмы мозга. В его зрительной коре разместили имплант с 96 электродами, рассчитанный на шестимесячное использование. При подаче тока участник видел фосфены — световые точки, вспышки и фигуры, напоминающие звёзды или салюты.
Главная сложность таких устройств заключается в непредсказуемости реакции мозга: одинаковая стимуляция не всегда вызывает одно и то же зрительное ощущение. Учёные обучили нейросеть учитывать не только параметры электрического воздействия, но и состояние мозга непосредственно перед подачей сигнала. Подобранные искусственным интеллектом комбинации точнее формировали нужную активность нервной ткани и требовали меньшей силы тока по сравнению с использованными для сравнения методами.
Одновременно имплант мог стимулировать зрительную кору и записывать её ответ, что позволило сопоставить активность мозга с описаниями участника. Оказалось, что зарегистрированные нейронные реакции лучше предсказывали воспринимаемые вспышки и формы, чем сами настройки стимуляции. По словам Майкла Бейелера, полезный зрительный протез не должен работать по неизменной схеме: ему необходимо учитывать особенности конкретного мозга и адаптироваться к ним.
Исследование пока носит экспериментальный характер, а зрительные ощущения участника ограничивались световыми вспышками и простыми фигурами. Тем не менее результаты показывают, что будущие протезы смогут корректировать сигналы с учётом меняющегося состояния мозга, в том числе его реакции в разные дни. Такой персонализированный подход может помочь создать более точные системы искусственного зрения для людей, утративших зрение из-за заболеваний, инсультов или травм.