Naukowcy z HSE University poczynili postępy w opracowaniu mniej inwazyjnego implantu do tłumaczenia aktywności fal mózgowych na mowę. Interfejsy tego typu pomogą osobom sparaliżowanym komunikować się ze światem.
Ulepszanie ludzkiego ciała
Pomimo bycia niesamowitym cudem organicznej techniki, ludzkość dąży do poprawiania ciała i zwiększania jego możliwości. Od nieinwazyjnych, diagnostycznych przylepek zdolnych do skanowania stanu organizmu, po trwające prace nad implantami, poprawiającymi nasze możliwości. Jednak implanty te mają też drugi cel – przywrócić sprawność osobom chorym i ofiarom wypadków. Naukowcy z Uniwersytetu HSE poczynili duże postępy w opracowaniu implantu, ułatwiającego komunikację na podstawie fal mózgowych badanego.
Dostępne obecnie urządzenia generujące mowę wymagają wprowadzania danych z klawiatury lub ekranu dotykowego, przez co mogą działać wolno. Ponadto osoby niepełnosprawne fizycznie nie mogą korzystać z tych interfejsów.
Stąd też duży nacisk kładzie się na rozwój interfejsów mózg-komputer, bezpośrednio monitorujących pracę mózgu i przekładających ją na konkretne działania, np. mowę. Tutaj napotykamy jednak kolejny problem – obecne projekty wymagają wysoce inwazyjnej operacji mózgu w celu wszczepienia dużej liczby elektrod. Właśnie ten problem starają się rozwiązać naukowcy z Uniwersytetu HSE.
Dużo mniej inwazyjny implant świętuje pierwsze sukcesy
Nowo opracowany implant wymaga wszczepienia znacznie mniejsze liczby elektrod. System przetestowano na dwóch pacjentach, jednym z pojedynczym implantem stereotaktycznego elektroencefalografu (sEEG) z sześcioma stykami, a drugim z pojedynczym paskiem elektrokortykograficznym (ECoG) z ośmioma stykami. Wszczepienie elektrod sEEG można przeprowadzić przez pojedynczy otwór w czaszce – naukowcy sugerują, że w przyszłości procedura ta mogłaby być wykonywana wyłącznie w znieczuleniu miejscowym.
Korzystając z informacji elektrycznych, przechwyconych przez elektrody, zespół wyszkolił sieć neuronową w do przełożenia aktywności mózgu na mowę. Po wytrenowaniu modelu stwierdzono, że osiągnął 55% dokładności przy zastosowaniu elektrod sEEG i 70% dokładności przy zastosowaniu dodatkowych elektrod. Chociaż te liczby pozostawiają wiele do życzenia, są one porównywalne z istniejącymi urządzeniami, które wymagają wszczepienia elektrod na całej powierzchni korowej.
Naukowcy w kolejnych krokach chcą wszczepić mało inwazyjny implant większej liczbie badanych, by jeszcze bardziej wytrenować algorytm w rozszyfrowywaniu mowy. Więcej o badaniach można dowiedzieć się z publikacji naukowej w iopscience.
