Berta Sándor
Fejlődnek az emberi agy-számítógép interfészek
A G. Tec öt éve dolgozik egy olyan kommunikációs rendszeren, amely a teljesen béna embereknek jelenthetne segítséget. A cél, hogy gondolataik útján szabadon kapcsolatba léphessenek a külvilággal.
A G. Tec cég egyik fő szakterülete az emberi agy-számítógép interfészek (Brain-Computer-Interface, BCI), ezen belül is a PC-k gondolattal való irányítása jelenti. A vállalat öt éve dolgozik egy olyan kommunikációs rendszeren, amely a súlyos állapotban lévő betegeknek jelenthetne segítséget. A BCI -nek köszönhetően a számítógépeik és a gondolataik útján ők szabadon kapcsolatba léphetnének a külvilággal, anélkül, hogy egyetlen izmukat vagy végtagjukat is meg kellene mozdítaniuk.
"A BCI-kutatás körülbelül 2 évtizede kezdődött. Tíz évvel ezelőttig azonban csak néhány szakember foglalkozott ezzel a kérdéssel. A terület csak az elmúlt esztendőkben került reflektorfénybe, mivel a számítógépek egyre nagyobb teljesítményűek és ezzel párhuzamosan egyre olcsóbbak lettek" - jelentette ki Gunther Krausz, a G. Tec kutatás-fejlesztésért és marketingügyekért felelős vezetője.
Gondolatokkal irányított Ping-Pong
A G. Tec által kifejlesztett BCI-rendszer az úgynevezett Spelling-módszeren alapul. Az év végén Németországban kezdik tesztelni elsősorban neurológiai betegségekben, például az amiotrófiás laterálszklerózisban (ALS) szenvedő betegeknél. Ezek az emberek tudnak gondolkodni és mindent meg is értenek, ami a környezetükben zajlik, de a betegség végstádiumában teljesen megbénulnak és nem tudnak már beszélni sem. A BCI jelentőségét mutatja, hogy az 1990-esévekben először tudott egy ilyen interfész és a gondolatai segítségével egy ALS-páciens egyszerű üzeneteket írni.
Az emberi agy-számítógép interfészek a következőképpen működnek: általában megbízzák valamilyen mentális feladat elvégzésével a beteget. Ez lehet például egy betűre vagy számsorra való koncentrálás, vagy hogy mozdítsa meg a bal karját. Az eközben a gondolkozás miatt történő agyi jeleket EEG-vel mérik, majd egy BCI-rendszerrel átváltoztatják ellenőrzőjellé. Ez utóbbi segít után abban, hogy az adott gondolattal irányítani lehessen egy számítógépes feladatvégzést. A nemzetközi kutatók általánosságban úgy tartják, hogy a BCI célja alapvetően az agyi aktivitás mérése. Ennek egyik módja az úgynevezett Spelling-módszer alkalmazása. Krausz közölte, hogy a játékfejlesztők által használt szemaktivitás-és izommozgás-mérés ugyanakkor nem tartozik ebbe a körbe.
A Spelling-módszernél a felhasználó egy monitoron egy billentyűzetet lát, amelyen a különböző betűk billentyűi látszanak. Amennyiben kivilágosodik az egyik betű, amire az illető éppen koncentrált, akkor az EEG ezt azonnal érzékeli és regisztrálja. Így a rendszer pontosan tudja, hogy melyik betűt kell leírnia. A pontosság eléréséhez a gyakorlatot többször is megismétlik. Egy jól képzett beteg akár már 3-5 alkalom után képes a BCI-vel való hatékony együttműködésre. A Single Spelling-módszernél nyolc-tíz billentyű világít fel másodpercenként. Mindez azt jelenti, hogy percenként legfeljebb 5-15 betűt lehet ilyen módon leírni. A Row Column Flasher-módban a folyamat kicsit gyorsabb, mivel ott egész mondatok világítanak fel. Krausz elmondta, hogy mindig a betegek döntik el, hogy melyik megoldást választják.
A G. Tec rendszere egy nyolc fixen rögzített elektródát tartalmazó sisakból, egy laptopból, a jelerősítőből és egy különleges gélből áll. Az elektródakábeleket közvetlenül az erősítőhez kötik. A biojeleket Bluetooth-kapcsolaton keresztül juttatják el a notebookra telepített szoftverhez, amely egyelőre csak Windows operációs rendszerek alatt működik. A monitoron megjelenített billentyűzeten csak a betűk, a számok és a legfontosabb írásjelek találhatók meg. Emellett tartalmaz egy üres, egy beviteli és egy korrekciós billentyű. Ezekkel lehet egy dokumentumot eltárolni, e-mailbe másolni, illetve törölni a kiválasztott szót vagy mondatot. Van továbbá egy segélyhívó és egy szövegfelolvasó gomb.
A rendszer rendkívül kifinomult, felismeri, ha a felhasználó éppen semmire sem koncentrál. Krausz hangsúlyozta, hogy az átlagos felhasználók számára egy BCI-eszköz kezelése még túl bonyolult lenne. Ráadásul számos dolgon kell még finomítani, például ki kell dolgozni egy módszert a jelerősségek automatikus ellenőrzésére és javítani kell a pontosságon, illetve a feladatok megoldásának gyorsaságán. "Valamikor lesznek ilyen implantátumok és ezek elérhetők lesznek a legsúlyosabb állapotban lévő betegeknek" - nyilatkozta optimistán a szakember.
Krausz úgy vélte, hogy a jövőben, hasonlóan a szívritmus-szabályozókhoz, ezek az interfészek egy kisebb műtét keretében beültethetők lesznek. Az egészséges felhasználók esetében ugyanakkor nem sok értelme lenne ezeknek a megoldásoknak, mivel még a beszéddel való irányítás is jóval pontosabb és gyorsabb. A G. Tec azt tervezi, hogy először bérbe adja az eszközöket a betegeknek, majd 2010-től bárki megvásárolhatja majd a rendszert. Az ára várhatóan 5000 euró lesz.
A G. Tec cég egyik fő szakterülete az emberi agy-számítógép interfészek (Brain-Computer-Interface, BCI), ezen belül is a PC-k gondolattal való irányítása jelenti. A vállalat öt éve dolgozik egy olyan kommunikációs rendszeren, amely a súlyos állapotban lévő betegeknek jelenthetne segítséget. A BCI -nek köszönhetően a számítógépeik és a gondolataik útján ők szabadon kapcsolatba léphetnének a külvilággal, anélkül, hogy egyetlen izmukat vagy végtagjukat is meg kellene mozdítaniuk.
"A BCI-kutatás körülbelül 2 évtizede kezdődött. Tíz évvel ezelőttig azonban csak néhány szakember foglalkozott ezzel a kérdéssel. A terület csak az elmúlt esztendőkben került reflektorfénybe, mivel a számítógépek egyre nagyobb teljesítményűek és ezzel párhuzamosan egyre olcsóbbak lettek" - jelentette ki Gunther Krausz, a G. Tec kutatás-fejlesztésért és marketingügyekért felelős vezetője.
Gondolatokkal irányított Ping-Pong
A G. Tec által kifejlesztett BCI-rendszer az úgynevezett Spelling-módszeren alapul. Az év végén Németországban kezdik tesztelni elsősorban neurológiai betegségekben, például az amiotrófiás laterálszklerózisban (ALS) szenvedő betegeknél. Ezek az emberek tudnak gondolkodni és mindent meg is értenek, ami a környezetükben zajlik, de a betegség végstádiumában teljesen megbénulnak és nem tudnak már beszélni sem. A BCI jelentőségét mutatja, hogy az 1990-esévekben először tudott egy ilyen interfész és a gondolatai segítségével egy ALS-páciens egyszerű üzeneteket írni.
Az emberi agy-számítógép interfészek a következőképpen működnek: általában megbízzák valamilyen mentális feladat elvégzésével a beteget. Ez lehet például egy betűre vagy számsorra való koncentrálás, vagy hogy mozdítsa meg a bal karját. Az eközben a gondolkozás miatt történő agyi jeleket EEG-vel mérik, majd egy BCI-rendszerrel átváltoztatják ellenőrzőjellé. Ez utóbbi segít után abban, hogy az adott gondolattal irányítani lehessen egy számítógépes feladatvégzést. A nemzetközi kutatók általánosságban úgy tartják, hogy a BCI célja alapvetően az agyi aktivitás mérése. Ennek egyik módja az úgynevezett Spelling-módszer alkalmazása. Krausz közölte, hogy a játékfejlesztők által használt szemaktivitás-és izommozgás-mérés ugyanakkor nem tartozik ebbe a körbe.
A Spelling-módszernél a felhasználó egy monitoron egy billentyűzetet lát, amelyen a különböző betűk billentyűi látszanak. Amennyiben kivilágosodik az egyik betű, amire az illető éppen koncentrált, akkor az EEG ezt azonnal érzékeli és regisztrálja. Így a rendszer pontosan tudja, hogy melyik betűt kell leírnia. A pontosság eléréséhez a gyakorlatot többször is megismétlik. Egy jól képzett beteg akár már 3-5 alkalom után képes a BCI-vel való hatékony együttműködésre. A Single Spelling-módszernél nyolc-tíz billentyű világít fel másodpercenként. Mindez azt jelenti, hogy percenként legfeljebb 5-15 betűt lehet ilyen módon leírni. A Row Column Flasher-módban a folyamat kicsit gyorsabb, mivel ott egész mondatok világítanak fel. Krausz elmondta, hogy mindig a betegek döntik el, hogy melyik megoldást választják.
A G. Tec rendszere egy nyolc fixen rögzített elektródát tartalmazó sisakból, egy laptopból, a jelerősítőből és egy különleges gélből áll. Az elektródakábeleket közvetlenül az erősítőhez kötik. A biojeleket Bluetooth-kapcsolaton keresztül juttatják el a notebookra telepített szoftverhez, amely egyelőre csak Windows operációs rendszerek alatt működik. A monitoron megjelenített billentyűzeten csak a betűk, a számok és a legfontosabb írásjelek találhatók meg. Emellett tartalmaz egy üres, egy beviteli és egy korrekciós billentyű. Ezekkel lehet egy dokumentumot eltárolni, e-mailbe másolni, illetve törölni a kiválasztott szót vagy mondatot. Van továbbá egy segélyhívó és egy szövegfelolvasó gomb.
A rendszer rendkívül kifinomult, felismeri, ha a felhasználó éppen semmire sem koncentrál. Krausz hangsúlyozta, hogy az átlagos felhasználók számára egy BCI-eszköz kezelése még túl bonyolult lenne. Ráadásul számos dolgon kell még finomítani, például ki kell dolgozni egy módszert a jelerősségek automatikus ellenőrzésére és javítani kell a pontosságon, illetve a feladatok megoldásának gyorsaságán. "Valamikor lesznek ilyen implantátumok és ezek elérhetők lesznek a legsúlyosabb állapotban lévő betegeknek" - nyilatkozta optimistán a szakember.
Krausz úgy vélte, hogy a jövőben, hasonlóan a szívritmus-szabályozókhoz, ezek az interfészek egy kisebb műtét keretében beültethetők lesznek. Az egészséges felhasználók esetében ugyanakkor nem sok értelme lenne ezeknek a megoldásoknak, mivel még a beszéddel való irányítás is jóval pontosabb és gyorsabb. A G. Tec azt tervezi, hogy először bérbe adja az eszközöket a betegeknek, majd 2010-től bárki megvásárolhatja majd a rendszert. Az ára várhatóan 5000 euró lesz.
olvasd el még egyszer! :)