19 серпня, 2024
Учені створили найточніший нейрокомп'ютерний інтерфейс, що дозволяє пацієнту з БАС «говорити»
Нейрокомп'ютерні або мозкові інтерфейси є складними системами, що забезпечують взаємодію між мозком та електронними девайсами. Новий інтерфейс, розроблений у Медичному центрі Каліфорнійського університету в Девісі, перетворює сигнали мозку на мову із точністю близько 97 %, що є найточнішим показником на сьогодні. Дослідники імплантували датчики в мозок чоловіка із серйозними порушеннями мови внаслідок бічного аміотрофічного склерозу (БАС). Чоловік зміг вимовити речення, про які думав, через кілька хвилин після активації системи. Детально роботу системи було описано у New England Journal of Medicine.
БАС, також відомий як хвороба Лу Геріга, вражає нервові клітини, які контролюють рух по всьому тілу. Захворювання призводить до поступової втрати здатності стояти, ходити й виконувати інші, точніші рухи. Унаслідок патології пацієнти також можуть втратити контроль над м’язами, які використовуються для мовлення, що призведе до втрати цієї функції. Нова технологія створена для відновлення спілкування людьми, які не можуть говорити через параліч або неврологічні захворювання, такі як БАС. Система може інтерпретувати сигнали мозку, коли користувач намагається говорити, і перетворити їх на текст, який «промовляє» вголос комп’ютер.
Щоби розробити інтерфейс, команда вчених залучила до клінічного випробування Кейсі Гаррелла, 45-річного чоловіка з БАС. На момент початку експериментів він страждав від тетрапарезу (ослаблення рухів чотирьох кінцівок) і дизартрії (порушення вимови). У липні 2023 року Девід Брандман, доцент кафедри неврологічної хірургії Каліфорнійського університету, імплантував дослідний пристрій пацієнту. Учені помістили чотири масиви мікроелектродів у ліву прецентральну звивину, область мозку, відповідальну за правильну артикуляцію слів. Масиви призначені для реєстрації активності мозку від 256 кортикальних електродів.
Також науковці завчасно створили записи голосу Гаррелла для подальшого імітування системою завдяки цим зразкам. Після отримання всіх даних інтерфейс продемонстрував точність 97,5 % – комп’ютер може правильно розшифрувати те, що Кейсі намагається сказати, приблизно в 97 % випадків, що краще, ніж у багатьох комерційно доступних додатках для смартфонів, які намагаються інтерпретувати голос людини. «Ця технологія є трансформаційною, оскільки дає надію людям, які хочуть, але не можуть говорити. Я сподіваюся, що така технологія, як наш інтерфейс, допоможе майбутнім пацієнтам спілкуватися зі своїми рідними та друзями», – зазначає Брандман.
Джерело: https://www.nejm.org/doi/10.1056/NEJMoa2314132