Мозговые имплантаты могут помочь людям с параличом «говорить» через экраны быстрее и точнее, чем раньше, показывают новые исследования
Жаклин Ховард , CNN
Опубликовано в 11:01 по восточному времени, среда, 23 августа 2023 г.
Энн, участница исследования речевых нейропротезов доктора Эдди Чанга, использует цифровую связь, подключенную к ее коре головного мозга, для взаимодействия с аватаром в понедельник, 22 мая 2023 года, в Эль-Серрито, Калифорния (Фото Ноя Бергера)
Участница исследования речевых нейропротезов использует цифровую связь, подключенную к ее коре головного мозга, для взаимодействия с аватаром.
Ной Бергер / UCSF
Си-Эн-Эн
—
В детстве у доктора Джейми Хендерсона было единственное желание: чтобы его отец мог говорить с ним. Сейчас ученый и нейрохирург из Стэнфордского медицинского университета Хендерсон и его коллеги разрабатывают мозговые имплантаты, которые, возможно, смогут воплотить в жизнь подобные желания других людей с параличом или нарушениями речи.
Два исследования, опубликованные в среду в журнале Nature, показывают, как мозговые имплантаты, называемые нейропротезами, могут записывать нервную активность человека, когда он пытается говорить естественно, и эта мозговая активность затем может быть декодирована в слова на экране компьютера посредством аудио речи или даже общались с помощью анимированного аватара.
«Когда мне было 5 лет, мой отец попал в разрушительную автомобильную аварию, из-за которой он едва мог двигаться и говорить. Я помню, как смеялся над шутками, которые он пытался рассказывать, но его речевые способности были настолько нарушены, что мы не могли понять кульминацию», — сказал Хендерсон, автор одного из исследований и профессор Стэнфордского университета, на брифинге о своем исследовать.
перенесший инсульт dbs gupta vpx
ВИДЕО
Слушайте от человека, пережившего инсульт, который восстановил движение после испытания имплантата устройства для мозга
«Поэтому я вырос, желая знать его и общаться с ним», — сказал он. «И я думаю, что этот ранний опыт пробудил во мне личный интерес к пониманию того, как мозг производит движение и речь».
Хендерсон и его коллеги из Стэнфорда и других учреждений США исследовали использование имплантированных в мозг датчиков у 68-летней Пэт Беннетт. В 2012 году ей поставили диагноз боковой амиотрофический склероз, и это повлияло на ее речь.
В своем исследовании исследователи написали, что Беннетт может совершать некоторые ограниченные движения лица и издавать звуки, но не может произносить четкую речь из-за БАС, редкого неврологического заболевания, поражающего нервные клетки головного и спинного мозга.
В марте 2022 года Хендерсон провел операцию по имплантации множества электродов в две области мозга Беннета. Имплантаты записывали нервную активность, когда Беннетт пытался делать движения лица, издавать звуки или произносить отдельные слова.
Массивы были прикреплены к проводам, выходящим из черепа, и подключены к компьютеру. Программное обеспечение декодировало нейронную активность, преобразуя ее в слова, которые отображались на экране компьютера в режиме реального времени. Когда Беннетт закончил говорить, она нажала кнопку, чтобы завершить декодирование.
Исследователи оценивали этот интерфейс мозг-компьютер, когда Беннетт пытался говорить с помощью вокализации и произносить только слова без вокализации.
Исследователи изучали имплантированные в мозг датчики у 68-летней Пэт Беннетт, чья речь была нарушена БАС.
Исследователи изучали имплантированные в мозг датчики у 68-летней Пэт Беннетт, чья речь была нарушена БАС.
Стив Фиш / Стэнфордская медицина
Исследователи обнаружили, что при словарном запасе в 50 слов уровень ошибок при декодировании составлял 9,1% в те дни, когда Беннетт озвучивал, и 11,2% в дни молчания. При использовании словарного запаса в 125 000 слов частота ошибок в словах составляла 23,8% во все дни вокализации и 24,7% в дни молчания.
В четверг FDA объявило об одобрении препарата Реливрио, разработанного компанией Amylyx Pharmaceuticals. По данным компании, пероральный препарат работает как самостоятельная терапия или в сочетании с другими методами лечения, и было доказано, что он замедляет прогрессирование заболевания.
Препарат от БАС получил одобрение FDA, несмотря на неуверенность в эффективности
«В нашей работе мы показываем, что можем расшифровать попытку речи с вероятностью ошибок в словах 23% при использовании большого набора из 125 000 возможных слов. Это означает, что примерно три из каждых четырех слов расшифровываются правильно», — сказал на брифинге Фрэнк Уиллетт, автор исследования и научный сотрудник Медицинского института Говарда Хьюза, связанный с трансляционной лабораторией нейронного протезирования.
«Благодаря этим новым исследованиям теперь можно представить будущее, в котором мы сможем восстановить беглую речь людям с параличом, позволяя им свободно говорить все, что они хотят сказать, с достаточно высокой точностью, чтобы их можно было надежно понять», — сказал он.
Исследователи говорят, что декодирование происходило на высоких скоростях. Беннетт говорил со средней скоростью 62 слова в минуту, что «более чем в три раза» превышает скорость предыдущих интерфейсов «мозг-компьютер», которые обеспечивали скорость около 18 слов в минуту для моделей почерка.
«Эти первоначальные результаты подтвердили концепцию, и в конечном итоге технологии догонят ее и сделают ее легко доступной для людей, которые не могут говорить», — написал Беннетт в пресс-релизе . «Для тех, кто невербальный, это означает, что они могут оставаться на связи с большим миром, возможно, продолжать работать, поддерживать друзья и семейные отношения».
Тем не менее, на данный момент исследователи написали, что их результаты являются «доказательством концепции» того, что декодирование речевых движений с помощью большого словарного запаса возможно, но его необходимо протестировать на большем количестве людей, прежде чем его можно будет рассматривать для клинического использования.
«Это очень ранние исследования», — сказал Уиллетт. «И у нас нет большой базы данных с данными других людей».
'Есть надежда'
В другом исследовании, опубликованном в среду, участвовала женщина, которая не могла четко говорить из-за паралича после инсульта в 2005 году, когда ей было 30 лет. В сентябре 2022 года в Медицинском центре UCSF в Сан-Франциско ей вживили электродное устройство без хирургических осложнений.
Благодарю. Интересно