Мозъчен имплант превръща мислите в думи, за да помогне на парализирани хора да „говорят“ отново

Нов мозъчен имплант е проектиран да превръща мислите в думи, за да помогне на парализирани хора да „говорят“ отново. Изследване на UCSF представя използването на BCI интерфейс (Brain-to-computer или мозък свързан с компютър), за да превръща мислената реч на хората в печатна такава – нещо като автоматизиран стенограф за хората, които са изгубили вербалната си комуникация. Експериментът е финансиран от Facebook, която напоследък акцентира върху фокуса си върху невронните технологии и продуктите с изкуствен интелект, алгоритми и хибридни технологии, които могат да помогнат за подобряването на качеството на живота на хора, които са изгубили естествени биологични функции.

Макар и основната работа и инвестиции на Facebook в тази сфера да са насочени към създаването на собствените ѝ продукти за добавена реалност AR и VR, то изглежда компанията продължава да инвестира и в изследвания върху имплантите, които могат да подобрят или да възстановят изгубени функции на човешкия мозък. Последната фаза на дългогодишно проучване, финансирано от Facebook за UCSF, наречено Project Steno, като превръща опитите за изговаряне на думи и мислената реч при парализирани пациенти в печатен текст с добра скорост на възпроизвеждане, което дава възможност за ефективна и пълноценна комуникация на хора, които имат нарушения в говора.

„Това е първият път, когато някой, който естествено се опитва да изрече определени думи, но не може да го направи поради органично увреждане на мозъка, може да използва технология, която да дешифрира неговите вербални сигнали и предикати“, казва д-р Дейвид Мойзиъм, водещ автор на изследване, публикувано в сряда в New England Journal of Medicine. „Надявам се, че това е принципното доказателство за директните възможности за управление на речта и подобряване на комуникацията чрез имплантирани устройства в мозъка на хора с увреждания – в действителност технологията дава големи надежди на хората, които са парализирани и не могат да говорят по естествен начин, които досега дълго време живеят с нагласата, че окончателно са останали невербални, до края на живота си.“

Мозъчно-компютърните интерфейси стоят зад редица обещаващи неотдавнашни пробиви, включително изследвания в Станфорд, които биха могли да превърнат въображаемо ръкописно изписване на думи в проектиран текст – друга технология, която би могла да подобри значително живота на хора с речеви увреждания. За обучението на системата са използвани огромни набори от данни на реалните почерци на хора и мозъчната активност при опит за изговаряне на думи от хора с говорни увреждания.

Проучването, ръководено от неврохирурга на UCSF д-р Едуард Чант, включва имплантиране на „невропротеза“ с електроди на парализиран мъж, който е получил мозъчен инсулт на 20-годишна възраст. Мъжът се е опитвал да отговаря на въпроси, които е виждал да му бъдат задавани на екран, поставен пред него. Алгоритмите за машинно обучение на системата към момента имат възможността да разпознават 50 думи и да ги превръщат в изречения в реално време. Например, ако пациентът е бил запитан „Как си днес?“, отговор като „Много съм добре“ се появява на екрана, изскачайки дума по дума.

Мойзиъм пояснява, че работата на изследователите ще има за цел да продължи и след фазата на финансиране от Facebook и че по изследването има още много работа. В момента все още не е ясно каква част от разпознаването на речта идва от записани модели на мозъчната активност, набори от гласови изказвания или комбинация от двете.

Мойзиъм бързо обяснява, че изследването, подобно на други подобни научни проекти в сферата на BCI, не е четене на мисли: то разчитане на сканиране на мозъчната активност, която се наблюдава конкретно при опит за извършване на определено поведение, като например говорене. Мойзиъм също така казва, че работата на екипа на UCSF все още не може да бъде повторена чрез неинвазивни невронни интерфейси. Компанията на Илън Мъск Neuralink например дава обещания да произведе чип с безжично предаване на данни от имплантирани в мозъка електроди за бъдещи изследвания и помощни цели, но досега тази технология е тествана и демонстрирана само върху маймуни. Прототипът на BCI устройството, по което Facebook работи в момента, ще се нарича Reality Labs и няма да работи с имплантирани електроди, като в същото време и ще бъде с отворен код.

Междувременно фокусът на Facebook Reality Labs Research се премести от шлемове за поставяне на главата, които ще работят на принципа на BCI интерфейса, като се насочи към устройства за носене на китката, базирани на технологията, придобита от CTRL-Labs. Facebook Reality Labs разполага със собствени неинвазивни прототипи на шлемове за носене на главата, които могат да изучават мозъчната дейност и компанията обяви, че планира да ги предостави за изследователски проекти с отворен код, тъй като не спира да се фокусира върху разработването на невронни устройства.

Технологията за невронно вербализиране и управление на електронни устройства с подаване на команди, насочена към крайните потребители, все още е в своето начало. В същото време потребителските устройства, използващи неинвазивни сензори, които се носят на главата или китката, са далеч по-малко точни, на този етап, от директно имплантираните електроди в мозъка – именно това е едно от нещата, които компанията на Мъск Neuralink обещава да подобри, но на този етап все още е доста далеч от реализацията.