Projektbeschreibung
Wie die Lebensqualität bei neurologischen Erkrankungen besser wird
Mit intrakortikalen Gehirn-Computer-Schnittstellen kann das Leben vieler an Bewegungsstörungen leidender Menschen verändert werden. Gehirn-Computer-Schnittstellen analysieren Hirnsignale und übersetzen sie in Befehle, die an Vorrichtungen weitergeleitet werden, die eine beabsichtigte Handlung ausführen, zum Beispiel einen Computer-Cursor steuern. Die gegenwärtig dem neuesten Stand der Technik entsprechenden Gehirn-Computer-Schnittstellen sind jedoch viel langsamer und weniger präzise als es natürliche Bewegungen sind. Ziel des EU-finanzierten Projekts IntuitiveBCI ist die Verbesserung der heute üblichen Gehirn-Computer-Schnittstellen, indem die dem Gehirn eigenen verteilten Ressourcen genutzt werden, um automatische Bewegungen auf eine geschickte und intuitive Weise zu steuern, zu der nur wenig mentale Anstrengung erforderlich ist. Im Sinne des Projekts wird zukünftig translational gearbeitet, um letztlich Aktionen geschickter und intuitiver zu steuern, als es die gegenwärtig realisierten Ansätze zulassen.
Ziel
More than 25% of people over the age of 50 suffer a movement disorder; many of them have a functional disability as a result.
Intracortical Brain-Computer Interfaces (BCIs) that extract or “decode” the user’s intent based on recordings from tens or hundreds of cortical neurons have enabled paralyzed patients to control computer cursors, robots, or even their own limbs just by modulating their neural activity. Despite these successes, BCI control still falls short compared to natural limb control: it is far less skilled, and it requires significantly more mental effort.
My goal is to overcome these two limitations through a novel “Intuitive BCI” that leads to enhanced control compared to current approaches. Rather than follow the dominant trends of developing new decoder algorithms and interface technologies, I will adopt a unique, previously unexplored approach: to leverage the brain’s own distributed resources to control automatic movements in a skilled and intuitive manner requiring little mental effort.
Automatic movements depend critically on subcortical brain structures whose activity is not probed by current cortical BCIs. To develop my novel approach to BCI based on the neural control of automatic movements, I will combine: 1) recent breakthroughs to record from thousands of neurons across the mouse brain; 2) a novel theory to model neural population activity that I have helped establish; and 3) new experimental tasks to isolate the cortico-subcortical information underlying automatic movements. This information will provide inputs to the proposed Intuitive BCI. I seek to prove that it leads to more skilled and intuitive control than current approaches, even allowing users to multi-task –an unprecedented feat in the field.
This timely, multidisciplinary research will push BCI control forward, beyond current state-of-the-art approaches limited to cortical control. It will also help realize BCI’s promise to improve the quality of life of neurological patients
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2020-STG
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SW7 2AZ LONDON
Vereinigtes Königreich