Egészségipar
Fejlődnek az emberi agy-számítógép interfészek
2009. november 01. 14:18
A G. Tec cég 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 egyik fő szakterülete az emberi agy-számítógép interfészek (Brain-Computer-Interface, BCI), ezen belül is a PC-k gondolattal való irányítása. 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 két 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.
A G. Tec által kifejlesztett BCI-rendszer az úgynevezett Spelling-módszeren alapul. Az év végén Németországban kezdik tesztelni elsősorban neurológiai betegségekben, például 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-es években 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. Eközben a gondolkozás miatt módosuló agyi jeleket EEG-vel mérik, majd egy BCI-rendszerrel átváltoztatják ellenőrzőjellé. Ez utóbbi segít azután abban, hogy egy adott gondolattal irányítani lehessen egy számítógépes feladatvégzést. A BCI célja alapvetően az agyi aktivitás mérése, ennek egyik speciális módja a Spelling-módszer. 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 világosodik ki 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 világosodnak ki. 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 billentyűt. 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.
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 BCI-kutatás körülbelül két 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.
A G. Tec által kifejlesztett BCI-rendszer az úgynevezett Spelling-módszeren alapul. Az év végén Németországban kezdik tesztelni elsősorban neurológiai betegségekben, például 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-es években 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. Eközben a gondolkozás miatt módosuló agyi jeleket EEG-vel mérik, majd egy BCI-rendszerrel átváltoztatják ellenőrzőjellé. Ez utóbbi segít azután abban, hogy egy adott gondolattal irányítani lehessen egy számítógépes feladatvégzést. A BCI célja alapvetően az agyi aktivitás mérése, ennek egyik speciális módja a Spelling-módszer. 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 világosodik ki 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 világosodnak ki. 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 billentyűt. 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.
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.
