Нови мозъчни импланти „четат“ думи директно от мислите на хората

Учените са измислили начини да „четат“ думи директно от мозъка. Мозъчните импланти могат да разчитат мисълта и да я интерпретират с външни сигнали, позволявайки комуникация от хора със заболявания на говора.

Нови резултати от две проучвания, представени на 13 ноември на годишната среща на Обществото за невронауки, „предоставят допълнителни доказателства за изключителния потенциал“, който мозъчните импланти имат за възстановяване на загубена комуникация, казва неврологът и неврокритичен лекар Лий Хохберг.

Някои хора, които се нуждаят от помощ при общуването, в момента могат да използват устройства, които изискват малки движения, например промени в движението на очите. Тези устройства не могат да се използват от всеки. Така че новите проучвания са насочени към вътрешната реч, която изисква човек да не прави нищо повече от това да мисли.

„Нашето устройство предсказва директно мисълта, позволявайки на пациента просто да се съсредоточи върху изричането на дума в главата си и да я трансформира в текст“, казва Сара Ванделт, невролог в Калтех. Вътрешната реч „може да бъде много по-проста и по-интуитивна, отколкото да се изисква пациентът да произнася думи или да ги изрича с уста“.

Невронните сигнали, свързани с думите, се откриват от електроди, имплантирани в мозъка. След това сигналите могат да бъдат преведени в текст, който може да се чуе от компютърни програми, генериращи реч.

Този подход е „наистина вълнуващ и засилва обединяването на фундаментални подходи на невронауката, невроинженерството и машинното обучение за възстановяване на комуникацията и мобилността“, казва Хохберг от Масачузетската болница и Медицинското училище в Харвард в Бостън и Университета Браун в Провидънс.

Ванделт и колегите й успяха да предскажат коя от осемте думи си мисли човек, който е парализиран от врата надолу. Човекът е владеел два езика и изследователите са открили както английски, така и испански думи.

Електродите улавят сигнали от нервни клетки в задната част на темето – мозъчна област, участваща в речта и движенията на ръцете. Мозъчният имплант в крайна сметка може да се използва за управление на устройства, изпълняващи задачи, които обикновено се извършват и от ръка, казва Ванделт.

Друг подход, ръководен от невролога Шон Мецгер от Калифорнийския университет в Сан Франциско и неговите колеги, разчита на правописа. Участникът бе мъж на име Панчо, който не може да говори от повече от 15 години след автомобилна катастрофа и инсулт. В новото проучване Панчо не използва букви; вместо това той се опита тихо да изкаже думи, като „алфа“ за А и „ехо“ за Е.

Като нанизва тези кодови букви в думи, мъжът създава изречения като „Не искам това“ и „Ти се шегуваш“. Всяка сесия от думи приключва, когато мъжът стиска ръката си, като по този начин създава невронен сигнал, свързан с движението, който спира декодирането. Тези резултати, представени на срещата по невронаука, бяха публикувани и на 8 ноември в Nature Communications.

Тази система позволява на Панчо да произвежда около седем думи в минута. Това е по-бързо от приблизително петте думи в минута, които сегашното му устройство за комуникация може да направи, но много по-бавно от нормалната реч – обикновено около 150 думи в минута.

„Това е скоростта, която бихме искали да постигнем един ден“, казва Мецгер.

За да бъдат полезни, настоящите техники ще трябва да станат по-бързи и по-точни. Също така не е ясно дали технологията ще работи за други хора, може би с по-дълбоки говорни нарушения. „Все още е твърде рано за такива данни за технологиите“, казва Хохберг.

Напредъкът ще бъде възможен само с помощта на хора, които доброволно участват в проучванията. „Ще продължим да работим с невероятните хора, които се включват в клиничните проучвания“, казва Хохберг, „тъй като тяхното участие е жизненоважно за успешното превръщане на тези ранни открития в клинична полезност.“