2023. 11. 13. - 09:45
Gondolatokkal is kommunikálhatunk a jövőben agyimplantátummal?
Egy vadonatúj fejlesztés a jövőben lehetővé teheti, hogy kizárólag gondolatokkal kommunikáljunk egymással – legalábbis nagy esély van rá.
Meghökkentő újdonságon dolgozik az amerikai, észak-karolinai Duke Egyetem idegtudósokból, idegsebészekből és mérnökökből álló csapata. Az általuk kifejlesztett beszédprotézis képes lefordítani az ember agyi jeleit arra, amit az illető mondani szeretne.
A technológia – melyről a Nature Communications folyóiratban számoltak be – egy napon segíthet azoknak, akik nem tudnak beszélni neurológiai rendellenességek miatt – visszanyerhetik a kommunikáció képességét az agy-számítógép interfészen keresztül.
„Sok beteg szenved motoros rendellenességektől, melyek teljes mértékben legyengítik őt, ilyen például ALS (amiotrófiás laterális szklerózis) vagy a bezártság-szindróma, amelyek ronthatják a beszédkészséget - mondta Gregory Cogan, Ph.D., a Duke Egyetem neurológus professzora, a projektben részt vevő egyik vezető kutató. - A kommunikációjukhoz jelenleg rendelkezésre álló eszközök azonban általában nagyon lassúak és nehézkesek.” Olvasd el: Agy-gép interfészt alkot egy új implantátum
Gondolatokkal is kommunikálhatunk a jövőben agyimplantátummal?
Olyan, mintha egy hangoskönyvet félsebességgel hallgatnánk. Ez a jelenleg elérhető legjobb beszéddekódolási sebesség, ami körülbelül 78 szó/perc sebességgel működik. Az emberek azonban percenként körülbelül 150 szót mondanak ki.
A beszélt és a dekódolt beszéd sebessége közötti késés részben annak tudható be, hogy viszonylag kevés agyi aktivitásérzékelőt lehet ráolvasztani egy papírvékony anyagra, amely az agy felszínén fekszik. A kevesebb érzékelő kevésbé megfejthető információt hordoz a dekódoláshoz.
A múltbeli korlátok javítása érdekében Cogan összeállt a Duke Institute for Brain Sciences oktatójával, Jonathan Viventi Ph.D.-vel, aki orvosbiológiai mérnöki laboratóriumában nagy sűrűségű, ultravékony és rugalmas agyérzékelők készítésére specializálódott.
Az új implantátum elkészítése után Cogan és Viventi több, a Duke Egyetemi Kórházában dolgozó idegsebésszel dolgozott együtt – köztük volt Derek Southwell orvos és Ph.D, Nandan Lad orvos és Ph.D., illetve Allan Friedman orvos - akik négy beteg toborzásában segítettek az implantátumok teszteléséhez. Olvasd el: Vezeték nélküli agyi implantátum adhat szemet a vakoknak
A kísérlet során a kutatóknak ideiglenesen olyan páciensekbe kellett helyezniük az eszközt, akiknél valamilyen egyéb betegség miatt agyműtétet hajtottak végre, például Parkinson-kórt kezeltek vagy daganatot távolítottak el. Cogan és csapata számára tehát az idő korlátozott volt, hogy teszteljék eszközüket.
A feladat egy egyszerű hallgatás és ismétlés tevékenység volt. A készülék minden egyes páciens beszédmotoros kérgének aktivitását rögzítette, miközben közel 100 izmot koordinált, amelyek az ajkakat, a nyelvet, az állkapcsot és a gégét mozgatják.
Ezt követően Suseendrakumar Duraivel, az új jelentés első szerzője, a Duke orvosbiológiai mérnök hallgatója a neurális és beszédadatokat betáplálta egy gépi tanulási algoritmusba, hogy megtudja, milyen pontosan tudja megjósolni a hangot, csupán az agyi aktivitás felvételek alapján.
Összességében a dekóder az esetek 40 százalékában pontosnak bizonyult. Bár ez szerény teszteredménynek tűnhet, egészen lenyűgöző volt azonban annak fényében, hogy a hasonló agy-beszédtechnikai bravúrokhoz hosszú órányi vagy nap-értékű adatra van szükség. A Duraivel által használt beszéddekódoló algoritmus azonban mindössze 90 másodpercnyi beszélt adattal működött egy a 15 perces teszt esetében.
Duraivel és mentorai izgatottan várják, hogy elkészíthessék az eszköz vezeték nélküli változatát az amerikai Országos Egészségügyi Intézet 2,4 millió dolláros támogatásával.
L.A.
