Amerykańscy badacze opracowali niewielkie urządzenie, które po wszczepieniu do mózgu będzie mieć zdolność czytania sygnałów z ośrodka mowy. Może to być „światełkiem w tunelu” dla osób, które z powodów schorzeń neurologicznych straciły zdolność mówienia. W przeciwieństwie do rozwiązań dostępnych obecnie nowa metoda ma być znacznie szybsza i prostsza. Są już na to pierwsze dowody.
Implant mózgu pomoże osobom z zaburzeniami mowy?
Specjaliści z Duke University (USA) opracowali specjalny implant, który powstające w mózgu sygnały potrafi „przełożyć” na mowę. Dokonał tego zespół neurobiologów, neurochirurgów i inżynierów. Publikacja na ten temat ukazała się na łamach „Nature Communications”. Okazuje się, że taki implant potrafi zamieniać myśli w mowę z dokładnością nawet do 84 procent. Urządzenie nie jest jeszcze w pełni doskonałe, jednak może znacznie odmienić los osób chorych, które dzięki tej nowoczesnej technologii będą mogły ponownie komunikować się ze światem poprzez mowę.
„Wielu pacjentów cierpi na upośledzające zaburzenia motoryczne, takie jak SLA (stwardnienie zanikowe boczne) czy zespół zamknięcia, co powoduje u nich niezdolność do mówienia” – wyjaśnił dr Gregory Cogan, autor publikacji. Ta nowoczesna technologia może być prawdziwym przełomem zwłaszcza z uwagi na fakt, że aktualne rozwiązania, które umożliwiają takim osobom komunikację, są trudne w użyciu, a do tego działają bardzo wolno – naukowcy porównują ich prędkość to czytania audiobook'a o połowę wolniej. Są to testowane już implanty umieszczane na powierzchni mózgu. Wolne tempo wynika między innymi ze zbyt małej liczby czujników, które są w nich umieszczone.
Odbyły się już pierwsze testy urządzenia
Urządzenie zostało już przetestowane na kilku pacjentach, u których wykonywana była operacja mózgu z innych powodów – na przykład w ramach terapii choroby Parkinsona czy wycięcia guza. Specjaliści na całą procedurę mieli jednak bardzo mało czasu, ponieważ nie chcieli zakłócać operacji. „Nie chcieliśmy dodawać czasu do procedury operacyjnej, więc musieliśmy wejść i wyjść w ciągu 15 minut. Gdy tylko chirurg i zespół medyczny powiedzieli »do dzieła!«, ruszyliśmy do działania, a pacjent wykonał zadanie” – powiedział dr Gregory Cogan.
W ramach zadania poproszono pacjentów o powtarzanie określonych dźwięków, podczas gdy urządzenie koordynowało ruch około 100 mięśni, które poruszają wargami, językiem, żuchwą i krtanią. Rejestrowało także aktywność kory mowy każdego pacjenta, którą badacze planowali wykorzystać w systemie sztucznej inteligencji, umożliwiając pacjentom artykułowanie tych dźwięków.
Jak działa opracowany implant, który czyta sygnały z ośrodka mowy?
Badacze na podstawie zebranych informacji odpowiednio „wytrenowali” sztuczną inteligencję, a następnie sprawdzili, jak system radzi sobie z rozpoznawaniem dźwięków na podstawie danych o aktywności mózgu. Dźwięki zostały odkodowane przez implant ze średnią dokładnością na poziomie 40 procent, przy czym niektóre dźwięki osiągnęły nawet 84 procent dokładności. Wcześniej jednak zostały wykonane badania z prostszymi wersjami urządzenia tego typu. Korzystano tam z danych zgromadzonych podczas wielu godzin, a nawet dni.
Implant opracowany przez badaczy jest wielkości znaczka pocztowego. Mimo swoich małych rozmiarów jest w nim umieszczonych 256 mikroskopijnych sensorów (całość wykonana jest z gibkiego tworzywa – elastycznego kawałka plastiku medycznego). Tak duża liczba czujników sprawia, że urządzenie to może z dużą dokładnością dekodować pracę neuronów. Twórcy są zdania, że będzie to wymagało jeszcze wiele pracy, jednak z czasem urządzenie zacznie przywracać mowę chorym osobom. Naukowcy otrzymali grant w wysokości 2,5 miliona dolarów i planują stworzyć bezprzewodową wersję implantu (dzięki czemu nie będzie on wymagał podłączenia do zasilania).
Czytaj też:
Badanie płuc może być prostsze. Polscy naukowcy opracowali nową metodę diagnostycznąCzytaj też:
Prosta recepta na zaburzenia erekcji. Nawet naukowcy są zdziwieni