Naukowcy z Kalifornijskiego Uniwersytetu Medycznego w San Francisco (UCSF) opracowali „neuroprotezę mowy”, która umożliwiła poważnie sparaliżowanemu mężczyźnie komunikowanie się pełnymi zdaniami. Urządzenie pozwala zamienić fale mózgowe w zdania wyświetlane na monitorze komputera. Badanie zostało opublikowane w ubiegłym miesiącu w „The New England of Medicine”.
Uczestnikiem badania był 36-letni mężczyzna, który 15 lat temu wskutek udaru mózgu został sparaliżowany i utracił zdolność mówienia (anatria). Jego funkcje poznawcze pozostały nienaruszone. Naukowcy umieścili w mózgu mężczyzny elektrodę i w ciągu 48 sesji zarejestrowali 22 godziny aktywności kory mózgowej, podczas gdy uczestnik próbował wypowiedzieć konkretne słowa z zestawu 50 wyrazów. Badacze na podstawie algorytmów głębokiego uczenia się stworzyli obliczeniowe modele w celu wykrycia i klasyfikacji słów z zarejestrowanej aktywności kory mózgowej. Następnie otrzymane modele wykorzystali do uzyskania prawdopodobieństwa wystąpienia kolejnego słowa na podstawie poprzednich słów w sekwencji. W ten sposób mogli oni zdekodować pełne zdania próbującego wypowiedzieć je mężczyzny. Algorytm komputerowy pozwolił wygenerować 1000 zdań.
W efekcie naukowcom udało się przy pomocy specjalnego urządzenia dekodować zdania z aktywności korowej uczestnika w czasie rzeczywistym ze średnią 15,2 słów na minutę oraz ze średnim współczynnikiem błędu słowa 25,6% (średnia ilość wypowiadanych słów na minutę u pełnosprawnego człowieka może wynosić – w zależności od tempa mówienia – ok. 125-200). W ostatnim badaniu uzyskano 98% dokładność oraz zdolność dekodowania 18 słów na minutę.
„Technologia przywracająca zdolność komunikowania się osobom sparaliżowanym, które nie mogą mówić, ma potencjał wzmocnić ich autonomię i poprawić jakość życia. Metoda, która dekoduje słowa i zdania bezpośrednio z aktywności kory mózgowej takich pacjentów, może stanowić przełom w dostępnych obecnie metodach wspomagania komunikacji” – zaznaczyli autorzy badania.
Naukowcy zamierzają kontynuować badania z innymi uczestnikami, zwiększając liczbę dekodowanych słów i tempo mówienia.