Pewnego dnia wszczepiane interfejsy mózg-komputer (BCI) mogą pomóc osobom, którzy stracili zdolność mówienia. Zespół neuronaukowców z Caltech pokazał, jak można wykorzystać BCI do dokładnego określenia, o których słowach myślał pacjent. Wyniki przedstawione na dorocznym spotkaniu Society for Neuroscience, „dostarczają dodatkowych dowodów na niezwykły potencjał, jaki implanty mózgowe mają w przywracaniu utraconej komunikacji”.
Być może widzieliście już filmy, na których osoby z tetraplegią używają BCI do kontrolowania zrobotyzowanych ramion i rąk, na przykład do chwycenia butelki i picia z niej lub zjedzenia kawałka czekolady. Te nowe wyniki są obiecujące w obszarach języka i komunikacji. Użyliśmy BCI do rekonstrukcji mowy. Prof. Sarah Wandelt z Caltech
Czytanie w myślach? To jeszcze nie to
Niektóre osoby, które potrzebują pomocy w komunikacji, mogą korzystać z urządzeń wymagających niewielkich ruchów, np. gałek ocznych. Nie są one jednak dostępne dla wszystkich, np. pacjentów z tetraplegią (paraliżem czterokończynowym). Nowe technika wymaga od osoby jedynie myślenia.
Nasze urządzenie bezpośrednio przewiduje mowę wewnętrzną, umożliwiając pacjentowi skupienie się na wypowiedzeniu słowa w głowie i przekształceniu go w tekst. Może być to znacznie prostsze i bardziej intuicyjne niż wymaganie od pacjenta przeliterowania słów lub wypowiadania ich ustami. Prof. Sarah Wandelt z Caltech
Poprzednie badania odniosły pewien sukces w przewidywaniu mowy osób poprzez analizę aktywności neuronalnej rejestrowanej z obszarów motorycznych, gdy uczestnik szeptał słowa. Ale przewidywanie tego, co ktoś myśli – wewnętrznego dialogu – jest znacznie trudniejsze, ponieważ nie wiąże się z żadnym ruchem. W przeszłości algorytmy, które próbowały przewidzieć mowę wewnętrzną, były w stanie przewidzieć tylko 3-4 słowa i to z niską dokładnością lub nie w czasie rzeczywistym.
Nowe badania są najdokładniejsze jak dotąd w przewidywaniu wewnętrznych słów. W tym przypadku aktywność mózgu była rejestrowana z pojedynczych neuronów w obszarze zwanym zakrętem nadbrzeżnym, znajdującym się w tylnej części kory ciemieniowej. Wcześniej wykazano, że ten obszar mózgu reprezentuje wypowiadane słowa. Teraz rozszerzono odkrycie na mowę wewnętrzną.
Czytaj też: Pierwszy pacjent na świecie otrzymał rewolucyjny implant wzroku. Oto nadzieja dla niewidomych
Najpierw wytrenowano BCI do rozpoznawania wzorców aktywności mózgowej wytwarzanych, gdy pewne słowa są wypowiadane wewnętrznie (lub o nich myślimy) – wystarczyło zaledwie 15 minut. Następnie wyświetlono słowo na ekranie i poproszono uczestnika o wypowiedzenie go wewnętrznie. Wyniki pokazały, że algorytmy BMI były w stanie przewidzieć osiem słów z dokładnością do 91 proc.
Za wcześnie na wieszczenie sukcesu, ale nowy implant mógłby pomóc pacjentom z urazami mózgu, paraliżami lub cierpiącymi na choroby, takie jak stwardnienie zanikowe boczne (ALS), które wpływają na mowę. Nie jest to bynajmniej tożsame z “czytaniem w myślach”.