Имплант мозга позволил человеку «заговорить» после пятнадцатилетнего молчания

Новое исследование дает надежду людям, потерявшим способность говорить, и знаменует собой шаг к устройствам, которые позволяют людям печатать силою мысли.

Исследователи в Калифорнии сообщили, что они разработали и успешно протестировали экспериментальный мозговой имплант, который переводит сигналы мозга в слова на экране компьютера.

Это достижение, описанное в статье, опубликованной в The New England Journal of Medicine, знаменует собой шаг к технологиям, способствующим возможности общения людей на уровне мысли. Сегодня оно открывает новые перспективы для тысяч, ежегодно утрачивающих способность говорить в результате травмы или болезни.

Тем не менее, ограничения так называемого речевого нейропротеза указывают на то, что технология интерфейса мозг-компьютер, в котором малейшие электрические сигналы мозга преобразуются в действия в физическом мире, такие как речь, набор текста или управление компьютерным курсором, все еще находится в зачаточном состоянии. В последние годы технология привлекла внимание академических ученых, а также технологических компаний, которые надеются коммерциализировать ее, в том числе Neuralink Corp. Илона Маска, Kernel и Facebook Inc.

Facebook является спонсором нового изучения и сообщает в своем блоге, что они стремились к созданию неинвазивного переносного устройства.

Для проверки нейропротеза исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско обратились за помощью к тридцатилетнему мужчине, утратившему способность говорить в результате паралича, вызванного тяжелым инсультом, перенесенным более 15 лет назад. Мужчина, который для “разговора” использовал надетый на голову указатель, высвечивая слова на экране по буквам, согласился, чтобы небольшое прямоугольное устройство с электродами хирургически прикрепили к внешней поверхности его мозга.

В течение 81 недели и 50 отдельных сеансов исследователи подключали компьютер к этому устройству, чтобы записывать активность мозга человека, когда ему показывали на экране отдельные слова, а он воображал, что произносит их вслух. В статье исследователи заявили, что смогли точно определить слово, которое произносил мужчина, в 47% случаев.

Точность выросла до 76%, когда ученые подключили алгоритмы предсказания слов. Исследование ограничилось словарным запасом из 50 слов - мизерная доля от многих тысяч слов, составляющих словарный запас учащихся начальной школы.

Старший автор исследования, доктор Эдди Чанг, нейрохирург из университета, отметил, что подобное задействование естественных речевых механизмов мозга дает большие надежды на возможность восстановления общения с людьми, утратившими способность говорить вследствие паралича.  Это первая успешная демонстрация прямого декодирования полных слов на основе мозговой активности человека, сказал он.

По словам Эми Орсборн, доцента кафедры биоинженерии Вашингтонского университета, которая не участвовала в исследовании, помимо демонстрации того, что область мозга, отвечающая за речь, продолжает функционировать даже годы спустя после потери способности говорить, новое исследование показывает, что компьютер можно научить декодировать целые слова, исходя из активности мозга, а не только отдельные буквы.

По ее словам, устройства, способные делать это, однажды могут ускорить общение людей, потерявших способность говорить. Многие из этих людей печатают слова по буквам на вспомогательных устройствах - как и человек, участвовавший в новом исследовании.

Тем не менее, доктор Орсборн и другие эксперты заявили, что высокая частота ошибок системы, ее ограниченный словарный запас и большое количество времени, необходимого для обучения системы распознаванию заданных слов, являются одними из причин, по которым такой технологии предстоит пройти долгий путь до доступного практического оборудования.

Другим исследователям удалось преобразовать сигналы мозга в компьютерный текст, но эти усилия в основном генерировали отдельные буквы, а не полные слова. И хотя доктор Чанг и его команда ранее демонстрировали способность переводить сигналы мозга в слова, они проделывали это с испытуемыми, которые могли говорить, что упростило обучение компьютера мозговым волнам, связанными с конкретными словами.

Новое исследование, проведенное через два месяца после исследователей из Стэнфорда, сообщает, что была разработана и успешно продемонстрирована аналогичная система, которая позволяет человеку с парализованной рукой «печатать» 90 символов в минуту с точностью 94% и 99%, используя алгоритмы предсказания слов. Система, в которой использовались электроды, имплантированные внутрь мозга, а не на его поверхности, была описана в статье, опубликованной в мае в журнале Nature.

Исследователи Калифорнийского университета не предоставили информацию об этом мужчине или его семье для комментариев, заявив, что он хочет сохранить анонимность. Речевой нейропротез, использованный в исследовании, является экспериментальным устройством, не предназначенным для ежедневного использования.

Но мужчина продолжает участвовать в продолжающемся исследовании, одна из целей которого состоит в том, чтобы увеличить количество используемых слов, и явно получает удовольствие от сеансов и гордится своим участием. Доктор Дэвид Мозес, научный сотрудник университета и соавтор новой статьи, отметил, что этот человек хихикал и дрожал от восторга, когда компьютер правильно отображал его слова.

«Он чувствует себя очень довольным», - сказал доктор Моисей. «Он получает много радости от того, что вносит свой особый вклад».

There are no comments yet.
Authentication required

You must log in to post a comment.

Log in