Комп’ютер допоміг жінці віднайти свій голос через 20 років паралічу

Майже 20 років тому паралізована жінка втратила свій голос. Але змогла його віднайти через віртуальний аватар завдяки мозковому імпланту та алгоритму читання думок.

Водночас інший імплант допоміг ще одній жінці. Вона втратила голос через рідкісне неврологічне захворювання, але змогла спілкуватися за допомогою текстових повідомлень зі швидкістю, яка близька до звичайної мови.

Обидва дослідження опублікували в журналі Nature, пише The Wall Street Journal.

Вони вказують на значний прогрес у системах, які дозволяють людям керувати пристроями за допомогою сигналів мозку. 

У першому випадку Едді Чанг, нейрохірург Каліфорнійського університету в Інституті нейронаук Сан-Франциско, з колегами імплантували тонкий як папір, з 253 електродами, лист кремнію на поверхню мозку паралізованої жінки. 

Пацієнтка віком 48 років не могла говорити та користуватися руками чи ногами після інсульту в стовбурі мозку близько 18 років тому.

Зазвичай мозок людей із паралічем може випромінювати електричні сигнали – навіть коли зв’язки між мозком і м’язами порушені.

Імплантат жінки саме це й робив, намагаючись вловити сигнали, призначені для управління м’язами, які пов’язані з промовою: язика, щелепи, гортані тощо. Електроди були підключені до комп'ютерів через кабель, під'єднаний до порту, прикріпленого до її черепа.

Вчені навчили алгоритм розпізнавати сигнали її мозку щодо мови та виразу обличчя. Просили промовляти мовчки слова з екрану та уявляти вирази обличчя з емоціями.

Потім дослідники перевірили здатність алгоритму перекладати сигнали мозку в текст і мову. Пацієнтка отримали нові речення, щоб читати мовчки. А система мала розшифровувати сигнали мозку. 

Читайте також: Чи можна схуднути, якщо багато думати? Як наш мозок спалює калорії

Комп’ютер зміг складати речення зі швидкістю 78 слів на хвилину. Це в 5 разів швидше за попередні інтерфейси. А зі словниковим запасом 1000 слів система була точною в 75% випадків. Зазвичай пацієнт використовує допоміжний пристрій для відстеження голови, який друкує близько 14 слів на хвилину.

Інтерфейс "мозок-комп’ютер" дозволив спілкуватися жінці за допомогою розмовного аватара. Для персоналізації використали запис промови жінки на весіллі.

У другому випадку 68-річній пацієнтці у 2012 році діагностували прогресуюче нейродегенеративне захворювання – хворобу Лу Геріга. Говорити розбірливо вона не могла.

Дослідники Стенфордського університету підключили датчики в мозку до комп’ютерів, які навчили розпізнавати відповідність сигналів мозку мовленню. За 4 місяці тренувань система двічі на тиждень переводила сигнали мозку в текст зі швидкістю 62 слова на хвилину. Із запасом в 125 тисяч слів, система була точною в 76% випадків.  

"Це може дозволити справді вільну розмову та реальне відновлення здатності спілкуватися з іншими", – сказав доктор Джеймі Хендерсон, професор нейрохірургії в Стенфордському університеті та співавтор дослідження.

Також він додав, що датчики могли давати кращі результати, зчитуючи сигнали від окремих нейронів. Та мозок рухається, тому навколо датчиків могли бути рубці – це зміщувало пристрої.

Раніше ми розповідали, що в Україні вперше провели дитині операцію на мозку з пробудженням. 

Читайте також: 12 років був паралізований: чоловік з Нідерландів став на ноги завдяки імпланту в мозку