Teadlased mõistavad halvatud patsiendi sõnu ajusignaalide kaudu
Teadlased kasutasid uut tüüpi läbitungimatut mikroelektroodi, mis istub aju otsas, ilma et seda sisse torgataks. Need elektroodid on tuntud kui mikroECoG-d, kuna need on elektrokortikograafias kasutatavate suurte elektroodide ehk ECoG-i väiksemad kohandused, mis töötati välja juba mitu aastakümmet tagasi.
"Oleme suutnud dekodeerida öeldud sõnu ainult aju signaalide abil seadmega, mis lubab pikaajalist kasutamist halvatud patsientide puhul, kes ei oska nüüd rääkida," ütles bioinseneri dotsent Bradley Greger.
Vabatahtlik, kellel oli juba raskekujuliste epilepsiahoogude abistamiseks tehtud kraniotoomia - ajutine osaline kolju eemaldamine, oli vabatahtlik. Teadlased asetasid mikroelektroodide võred tema aju kõnekeskuste kohale - näo motoorsele ajukoorele, mis kontrollib rääkimisega seotud lihaste liikumist, ja ka Wernicke piirkonnale, mis on seotud keele mõistmise ja mõistmisega.
Kuna mikroelektroodid ei auru ainet tegelikult läbi torka, peetakse neid aju kõnepiirkondadesse paigutamiseks ohutuks. Kui need mikroelektroodid olid paigas, suutsid teadlased tuvastada ja registreerida mõne tuhande neuroni või närviraku tekitatud elektrilisi ajusignaale.
Pärast seda, kui vabatahtlik on korduvalt lugenud kõiki 10 sõna, mis võivad olla halvatud inimesele kasulikud - jah, ei, kuum, külm, näljane, janu, tere, hüvasti, rohkem ja vähem -, püüdsid teadlased välja mõelda, millised ajusignaalid esindavad kõiki 10 sõna, analüüsides iga närvisignaaliga kaasnevate erinevate sageduste tugevuse muutusi.
Kui võrreldi kaht ajusignaali - näiteks neid, mis tekkisid siis, kui mees ütles sõnad „jah” ja „ei”, suutsid teadlased teha vahet iga sõna vahel 76–90 protsenti ajast.
Kui teadlased kasutasid igas 16-elektroodilises võrgus ainult viit mikroelektroodi, mis olid näomotoorikakoorest ajusignaalide dekodeerimisel kõige täpsemad, tõusis nende täpsus sõnade eristamisel peaaegu 90 protsendini.
Kui teadlased vaatasid kõiki 10 ajusignaali mustrit korraga, suutsid nad iga sõna õigesti märgistada ainult 28–48 protsenti ajast. See oli parem kui juhus (10 protsenti), kuid seda ei peetud veel piisavalt tugevaks.
"See ei tähenda, et probleem on täielikult lahendatud ja me kõik saame koju minna," ütleb Greger. "See tähendab, et see töötab ja me peame nüüd seda täpsustama, et lukustatud sündroomiga inimesed saaksid tõesti suhelda."
„Ilmselge järgmine samm - ja seda me praegu teeme - on teha seda suuremate mikroelektroodide võrkudega. Saame võrgu suuremaks muuta, elektroode rohkem olla ja tohutu hulga andmeid ajust välja saada, mis tähendab ilmselt rohkem sõnu ja paremat täpsust, ”ütleb Greger.
"See on tõestus kontseptsioonist. Oleme tõestanud, et need signaalid võivad öelda, et inimene räägib palju rohkem kui juhuslikult. Kuid me peame suutma teha rohkem sõnu täpsemini, enne kui see võib olla patsiendile kasulik, ”lisab ta.
Kuna meetod vajab palju täiendamist ja hõlmab elektroodide paigutamist ajju, loodab Greger, et kliiniliste uuringute läbiviimine halvatud inimestega, kes ei suuda rääkida, on veel mõni aasta.
Siiski on lootust, et järjepidevad uuringud selles valdkonnas toovad lõpuks kaasa traadita seadme, mis suudab inimese mõtted muuta arvutiga räägitud suusõnadeks, ütleb Greger. Praegu on lukustatud inimeste suhtlemine ainus viis liikumise kaudu, näiteks silma pilgutades või käsi kergelt liigutades või loendist hoolikalt tähti või sõnu valides.
Utahi ülikooli kolleegid, kes viisid uuringu läbi koos Gregeriga, hõlmasid doktorant Spencer Kellisit ja insenerikolledži dekaani Richard Brownit; ja neurokirurgia dotsent Paul House. Teine kaasautor oli Kai Miller, Seattle'is asuva Washingtoni ülikooli neuroteadlane.
Uuringut rahastasid riiklikud tervishoiuinstituudid, kaitseuuringute kõrgtehnoloogiliste projektide agentuur, Utahi ülikooli teadusfond ja riiklik teadusfond.
TheNeurotehnika ajakiriSeptembrikuu väljaandes avaldatakse Gregeri uuring, mis näitab ajusignaalide arvutiks räägitud sõnadesse tõlkimise otstarbekust.
Allikas: Utah 'ülikool
-ignoring-it.jpg)
