Implant mózgowy pomógł mężczyźnie z ALS ponownie przemówić

Casey Harrell, 47-letni mężczyzna cierpiący z powodu stwardnienia zanikowego bocznego, stracił zdolność mowy przeszło pięć lat temu, kiedy to objawy przypadłości się nasiliły. W wyniku degeneracji i osłabienia połączeń nerwowych między korą ruchową mózgu a mięśniami kontrolującymi narządy mowy, wliczając w to język, krtań, a nawet wargi, Harrell nie mógł wypowiedzieć nawet krótkiego, zrozumiałego słowa. Sytuację pacjenta poprawił jednak nowy implant BCI (brain-computer interface, pol. interfejs mózg-komputer), który umożliwił przekształcanie jego myśli na dźwięki wydostające się z głośników komputera.

Wedle informacji zawartych na łamach portalu Science, implant mózgowy pomaga Casey'owi Harrellowi prowadzić rozmowy z użyciem komputerowego głosu. Znaczący udział w tym procesie mają także algorytmy uczenia maszynowego odpowiedzialne za transkrypcję myśli na poszczególne słowa. Co najważniejsze, innowacyjna technologia umożliwia pacjentowi ze stwardnieniem zanikowym bocznym "wypowiadać się" w tempie zbliżonym do tego, które cechuje naturalną mowę.

Stanowi to ogromny przełom względem poprzednich wersji implantów BCI, które, co prawda, oferowały podobne możliwości, acz przekształcanie myśli na zrozumiałe dla odbiorcy komunikaty odbywało się znacznie wolniej. Casey może nie tylko bez przeszkód uczestniczyć w rozmowach, ale również podkreślać wybrane fragmenty swoich wypowiedzi, a nawet nucić proste melodie.

Wszczepienie implantu zostało poprzedzone licznymi badaniami, w trakcie których do kory ruchowej Harrella wszczepiono układ 256 elektrod. Jako że pacjent zachował ograniczoną zdolność wokalizacji, poddano go szeregowi eksperymentów. Zakładały one na wyświetlanie zdań na ekranie, które mężczyzna musiał spróbować wypowiedzieć. Urządzenie w jego głowie przesyłało zebrane impulsy do komputera, zaś algorytm uczył się kojarzyć aktywność mózgu z kształtem fali poszczególnych zdań wygenerowanych przez komputer.

Efektem tego przedsięwzięcia było wyszkolenie algorytmu w taki sposób, że system potrafił odbierać aktywność wysyłaną przez tysiące neuronów. Dla Harrella najważniejszego jednak okazało się to, że komputer był w stanie rozpoznać praktycznie każde wypowiadane przez niego w myślach słowo i odtworzyć je w postaci robotycznego głosu. Próbka badawcza złożona z licznych zdań sprawiła, że oprogramowanie obecnie nie ma najmniejszego problemu z interpretacją wyrazów, z którymi nigdy wcześniej nie miało do czynienia, radzi ono sobie także całkiem nieźle ze wstawki pokroju przeciągłego "yyy" lub "hmm",

Mimo sukcesów, technologia wciąż posiada pewne niedociągnięcia wynikające z ograniczeń technicznych. Sergey Stavisky z Uniwersytetu Kalifornijskiego, jeden z naukowców stojących za projektem, przekazał, że rozmowa z osobą wyposażoną w taki implant wymaga zrozumienia, że wymiana zdań musi przebiegać naprzemiennie. Casey Harrell nie jest w stanie przerywać rozmówcom, nie jest także w stanie śpiewać. Niewykluczone jednak, że bolączki te zostaną wyeliminowane w najbliższej przyszłości. Już teraz opisywana technologia prezentuje się znacznie lepiej, niż jeszcze rok temu, a jej dynamiczny rozwój z pewnością uraduje wiele osób i pozwoli im przynajmniej częściowo załagodzić negatywne efekty chorób.