Міжнародна група дослідників зі США, Швейцарії та Іспанії представила в журналі Neuron результати експерименту, в якому алгоритми глибокого навчання вперше взяли на себе керування електричною стимуляцією зорової кори людини. Під час випробування 27-річний чоловік, який втратив зір унаслідок травми, отримав можливість бачити спалахи світла та контури об'єктів — так звані фосфени — завдяки імпланту, яким керує штучний інтелект. За даними видання РБК-Україна, технологія дозволяє формувати чіткіші зорові образи за менших витрат енергії порівняно з попередніми підходами до біонічного зору.
Як влаштований імплант і що бачить пацієнт
У зорову кору мозку випробуваного було тимчасово встановлено матрицю з 96 електродів. Пристрій подає електричні імпульси безпосередньо в кору, оминаючи пошкоджений зоровий нерв. У результаті пацієнт сприймає не повноцінну картинку, а окремі спалахи світла — фосфени, — з яких, за задумом розробників, у перспективі можна буде збирати повноцінне зображення. Під час сеансів випробувань чоловік описував характеристики побачених спалахів: їхню яскравість, розмір, форму та колір. Ці суб'єктивні дані ставали зворотним зв'язком для нейромережі, дозволяючи їй точно коригувати параметри подальшої стимуляції.
Нелінійність мозку: головна інженерна проблема
Ключова складність розробки, як наголошують автори дослідження, полягає в тому, що зорова кора реагує на електричні імпульси нелінійно. Інженери прагнуть використовувати кожен електрод як «піксель» на віртуальному екрані, проте мозок не є статичним дисплеєм: його стан постійно змінюється, а сусідні електроди впливають один на одного, створюючи перехресні перешкоди. Саме тому фіксований шаблон стимуляції, розрахований один раз, не працює — мозок «пливе» від заданого режиму, і без безперервної адаптації якість зображення швидко деградує.
Роль ШІ: адаптація «на льоту»
Саме тут на сцену виходить глибоке навчання. Штучний інтелект безперервно аналізує індивідуальні реакції мозку конкретної людини й підлаштовує параметри стимуляції в реальному часі. За словами дослідників, корисний зоровий протез не може працювати за заздалегідь заданим шаблоном: кожен мозок унікальний, і алгоритм зобов'язаний зважати на його поточний стан, втому, увагу та інші змінні. Такий підхід, на думку авторів, дозволяє отримувати чіткіші зорові образи за менших витрат енергії, ніж за класичних методів керування імплантом.
Кому призначена технологія і що далі
Розробники наголошують, що технологія стане порятунком для людей, які втратили зір у дорослому віці через травми, хронічні захворювання або спадкові патології очей. На поточному етапі робота є успішним доказом концепції (proof of concept): вона підтвердила, що ШІ здатний ефективно керувати складною нелінійною системою «мозок — імплант» і покращувати якість сприйманих образів. Вчені вказують, що отримані результати стануть основою для майбутніх комерційних біонічних очей, проте до серійного продукту та клінічного впровадження в широку практику, за їхніми оцінками, ще належить виконати значну роботу з мініатюризації, довговічності імплантів і розширення кількості електродів для формування повноцінного зображення.
