Neuroprotéza: Mozkové implantáty pomáhají člověku „mluvit“ prostřednictvím počítače

Říkají tomu neurální kompenzace, a přestože je to v současnosti pouze jeden pacient, tým z Kalifornské univerzity v San Francisku (UCSF) doufá, že jejich zařízení pomůže dalším ochrnutým lidem komunikovat.

„Pokud je nám známo, jedná se o první úspěšnou demonstraci přímého dekódování celých slov z mozkové aktivity osoby, která je paralyzována a není schopna mluvit,“ řekl Dr. Edward Chang, neurochirurg z UCSF, který vedl výzkumný tým.

„Ukazuje to silný příslib pro obnovení komunikace využitím přirozeného řečového aparátu mozku,“ uvedl Zhang ve svém prohlášení.

Tým implantoval sadu elektrod do oblasti mozku, která ovládala řeč u muže, který utrpěl mozkovou příhodu, která ho ve věku 20 let ochromila a nemohla mluvit.

„Od jeho zranění, pohybů hlavy, krku a končetin byly velmi omezené a komunikuje pomocí ukazatele připevněného k baseballové čepici, aby strkal písmena na obrazovku,“ uvedl UCSF ve svém prohlášení.

„Jeho kognitivní funkce byla neporušená,“ napsal tým. Ve své zprávě Publikováno v New England Journal of Medicine.

Muž, kterému je nyní třicet, byl požádán, aby používal omezenou slovní zásobu při ladění zařízení pomocí počítačových algoritmů k překladu elektrické aktivity z jeho mozku. Poté se tato slova zobrazila na obrazovce počítače.

UCSF má video muže, který zařízení používá. Na obrazovce počítače je dotázán „Dobré ráno“. Odpověď přijde „Dobrý den“, po několika sekundách byl také napsán jako text na obrazovce.

Byl dotázán: „Jak se dnes máte?“ Pacient váhavě odpovídá: „Jsem v pořádku.“

„Dekódovali jsme věty z kortikální aktivity účastníka v reálném čase průměrnou rychlostí 15,2 slov za minutu, se střední chybou slov 25,6%,“ napsal tým.

„Zjistili jsme 98% pokusů účastníků produkovat jednotlivá slova a klasifikovali jsme slova s ​​přesností 47,1% pomocí kortikálních podnětů, které byly stabilní během celého 81týdenního studijního období,“ uvedli vědci.

Ilustrace znázorňující polohu elektrody eCOG na motorické kůře řeči účastníka a fáze hlavy použité k připojení elektrody k počítači.

Nakonec pacient, který požádal, aby nebyl identifikován, pomohl týmu sestavit slovní zásobu o 50 slovech, která obsahovala slova jako „ano“, „ne“, „rodina“, „čistá“ a „zdravotní sestra“. Tyto fráze byly rozšířeny do celých vět, například „Ne, nemám žízeň.“

READ  Astronomové přímo fotografují planetu vzdálenou pouhých 35 světelných let

Není to trvalá fixace – elektroda je velké zařízení, které sedí na lebce a nelze jej používat neustále. Vědci uvedli, že není divu z jediného experimentu.

„V dříve uváděných aplikacích rozhraní mozek-počítač dekódovací modely často vyžadují každodenní rekalibraci před nasazením u uživatele,“ napsali vědci. Řekli, že toto zařízení bylo stabilnější.

„Jedná se o důležitý technologický milník pro někoho, kdo neumí normálně komunikovat, a ukazuje potenciál tohoto přístupu dát hlas lidem s těžkou paralýzou a afázií,“ řekl David Moses, postdoktorský inženýr v Changově laboratoři, který na tom pracoval. studovat.

Dekódování myšlenek pacientů, kteří nemohou ani mrknout

„Tento experiment je jen začátek,” řekl Zhang. „Toto je první účastník experimentu a první sada experimentů, které byly součástí tohoto experimentu, aby dokázaly, že je to možné.”

“Po hardwarové stránce potřebujeme vybudovat systémy s vyšším rozlišením dat, abychom zaznamenali více informací z mozku, rychleji. A po algoritmické stránce potřebujeme systémy, které dokáží převést tyto velmi složité signály z mozku na mluvená slova, která jsou ne textová slova, ale slyšitelná mluvená slova. “

“Možná jednou z hlavních priorit je rozšířit slovní zásobu tak, aby se neomezovala pouze na 50 slov, kterými jsme začali, ale něco, co lze zobecnit na všechna slova například v angličtině. Musíme se také ujistit, že to, co vidět v tomto účastník může být viděn s ostatními lidmi k širší skupině pacientů.

Další týmy se pokusily pomoci ochrnutému mluvit.

V roce 2017 tým v Univerzita v Tübingenu v Německu Pomocí čepice s čidly EEG pomůžete pacientům paralyzovaným amyotrofickou laterální sklerózou (ALS) sdělit několik jednoduchých nápadů.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *