Sparaliżowany mężczyzna pobił rekord w szybkim pisaniu

Naukowcy stworzyli nową technikę tłumaczenia sygnałów mózgowych na pismo, która pomaga osobom sparaliżowanym komunikować się pismem ręcznym w czasie rzeczywistym.

Sparaliżowany mężczyzna pobił rekord w szybkim pisaniu

Szyk elektrod zastosowany w nowym badaniu

Po raz pierwszy neuronaukowcy przetłumaczyli sygnały poznawcze związane z pismem ręcznym na tekst w czasie rzeczywistym. Nowa technika jest ponad dwukrotnie szybsza niż poprzednia, umożliwiając sparaliżowanemu pisanie z prędkością 90 znaków na minutę. Naukowcy we współpracy z BrainGate opracowali system, który ostatecznie może „pozwolić osobom z poważnymi zaburzeniami mowy i motorycznymi komunikować się za pomocą tekstu, poczty elektronicznej lub innych form pisania” - mówi Jaimie Henderson, współdyrektor Neural Prosthetics Translational Laboratory w Stanford University i współautor nowego badania Nature.

System wykorzystuje implanty mózgowe i algorytm uczenia maszynowego do dekodowania sygnałów mózgowych związanych z pismem ręcznym. Konsorcjum BrainGate wniosło kluczowy wkład w rozwój interfejsów mózg-komputer (BCI) na przestrzeni lat, w tym wyrafinowanego ramienia robota sterowanego mózgiem, które zostało zaprezentowane w 2012 oraz niedawno ogłoszonego wysokoprzepustowego, bezprzewodowego BCI dla ludzi. Projekt opracowania nowego interfejsu mózg-komputer do pisma odręcznego prowadził Frank Willett, naukowiec z Uniwersytetu Stanforda, a nadzorowali go neurobiolog Krishna Shenoy z Howard Hughes Medical Institute oraz Henderson, neurochirurg ze Stanford.

Neuronaukowcy nigdy wcześniej nie próbowali uchwycić mentalnego aktu pisma ręcznego. Nowy eksperyment został przeprowadzony, aby sprawdzić, czy zaowocuje bardziej wydajnym systemem zamiany myśli na tekst. Podczas eksperymentu mężczyzna próbował poruszyć sparaliżowaną ręką, aby napisać słowa. Zespół użył symbolu „większe niż” do oznaczenia odstępów między słowami, „ponieważ w przeciwnym razie nie byłoby sposobu na wykrycie zamiaru wpisania spacji” - powiedział Henderson. System był w stanie rozróżnić poszczególne litery z około 95% dokładnością. Szybkość 16 słów na minutę to około trzy czwarte szybkości tego, co jest typowe dla osób powyżej 65 roku życia podczas pisania na smartfonach.

Wyniki są obiecujące, ale system nie jest pozbawiony ograniczeń. Przede wszystkim jest wysoce inwazyjny, ponieważ wymaga operacji mózgu i implantów. Nie można go również uogólniać na poszczególne osoby, co wymaga od systemu poznania niuansów poznawczych każdego użytkownika. Wreszcie system wymaga od technika skonfigurowania interfejsu mózg-komputer i uruchomienia oprogramowania. Pomimo tych ograniczeń, Henderson wyobraża sobie w pełni dojrzałą wersję, która będzie „bezprzewodowa, zawsze dostępna i samokalibrująca”. Wszystkie te cele są osiągalne, powiedział, ale to „wymagałoby inwestycji zasobów, które w idealnym przypadku zapewniłaby firma, a nie laboratorium akademickie". Patrząc w przyszłość, zespół ma nadzieję zbadać sposób, w jaki mózg koordynuje zręczne ruchy wielu kończyn i zrozumieć, w jaki sposób generuje mowę.