Opracowano niewielkie urządzenie wszczepiane do mózgu, które czyta sygnały z ośrodka mowy. W przyszłości ma pozwalać na komunikację osobom, które straciły zdolność mówienia.
Naukowcy z Duke University (USA) opracowali implant, który, choć jeszcze niedoskonale, sygnały powstające w mózgu dekoduje na mowę.
„Wielu pacjentów cierpi na upośledzające zaburzenia motoryczne, takie jak ALS (stwardnienie zanikowe boczne) czy zespół zamknięcia, co powoduje u nich niezdolność do mówienia” – mówi dr Gregory Cogan, autor publikacji, która ukazała się w periodyku „Nature Communications” (https://www.nature.com/articles/s41467-023-42555-1).- „Obecne rozwiązania, które umożliwiają im komunikację, działają bardzo wolno i są trudne w użyciu”.
Badacze mówią tutaj np. o niewielkich, testowanych już implantach, które umieszcza się na powierzchni mózgu.
Działanie takich urządzeń porównują do czytania audiobooków przy połowie normalnej prędkości. To tempo wynika ze zbyt małej liczby czujników obecnych w takim urządzeniu.
W opisanym właśnie implancie wielkości znaczka pocztowego, wykonanym z giętkiego tworzywa, badacze zmieścili 256 takich mikroskopijnych sensorów. Im więcej czujników, tym dokładniej można dekodować pracę neuronów.
Wynalazek został już przetestowany na pacjentach, którzy przechodzili operację mózgu z innych powodów, np. w ramach terapii choroby Parkinsona czy wycięcia guza. Ochotnicy słuchali pozbawionych sensu słów, takich jak „ava”, „kug”, czy „vip” i później je powtarzali. Implant nagrywał aktywność ich mózgów.
W czasie mowy mózg steruje ponad setką mięśni w jamie ustnej, języku i krtani – wyjaśniają badacze.
Z pomocą tak zebranych informacji wytrenowali oni sztuczną inteligencję i później sprawdzili, jak system radzi sobie z rozpoznawaniem dźwięków na podstawie danych o aktywności mózgu. Średnio system prawidłowo rozpoznawał głoski w 40 proc. przypadków. Może się wydawać, że to niewiele, ale w czasie operacji mózgów ochotników naukowcy mieli tylko 15 minut na całą procedurę i zbieranie danych z mowy trwało zaledwie 90 sekund.
To wyjątkowo mało.
W badaniach z wcześniejszymi, prostszymi wersjami urządzenia tego typu korzystano z danych gromadzonych w czasie wielu godzin, a nawet dni – podkreślają naukowcy. A dzięki otrzymanemu właśnie grantowi w wysokości prawie 2,5 mln dol. planują stworzyć bezprzewodową wersję implantu.
„Obecnie pracujemy nad urządzeniem tego samego rodzaju, które jednak nie będzie miało żadnych przewodów. Będzie można się z nim poruszać bez potrzeby podłączania do zasilania” – mówi dr Cogan.
Choć będzie to wymagało jeszcze wiele pracy, twórcy wynalazku liczą, że z czasem zacznie od przywracać mowę.
„Znajdujemy się w momencie, w którym generowana mowa nadal jest dużo wolniejsza od naturalnej” – mówi jeden z badaczy, dr Jonathan Viventi. – „Jednak widać trajektorię, o której możemy dotrzeć do celu”. (PAP)
Marek Matacz
