Technologia BCI przywraca mowę pacjentom ze stwardnieniem zanikowym bocznym

Naukowcy z UC Davis Health osiągnęli przełom w dziedzinie interfejsów mózg-komputer (BCI), opracowując technologię, która umożliwia tłumaczenie sygnałów mózgowych na mowę z imponującą precyzją, sięgającą 97%. To rozwiązanie jest nadzieją dla osób cierpiących na ciężkie zaburzenia mowy spowodowane chorobami neurologicznymi, takimi jak stwardnienie zanikowe boczne (ALS).

ALS, znane również jako choroba Lou Gehriga, to wyniszczające schorzenie neurologiczne, które stopniowo pozbawia chorych zdolności do poruszania się, mówienia, a ostatecznie także oddychania. W miarę postępu choroby dochodzi do zniszczenia komórek nerwowych kontrolujących ruchy mięśni, co prowadzi do całkowitego paraliżu oraz utraty mowy. Dla pacjentów niemożność komunikacji jest jednym z najbardziej izolujących i demoralizujących aspektów tej choroby.

Dzięki nowemu interfejsowi BCI bariery komunikacyjne mogą zostać przełamane. System działa, interpretując sygnały mózgowe związane z mową i zamienia je na tekst, który odczytuje komputer. Artykuł opisujący całość badania pojawił się w New England Journal of Medicine. Technologię opracował zespół naukowców z UC Davis, kierowany przez neurochirurga Davida Brandmana i neurobiologa Siergieja Stawiskiego.

W ramach badania w testach BCI uczestniczył Casey Harrell, 45-letni mężczyzna cierpiący na ALS. Przed wszczepieniem urządzenia interfejsu Harrell miał znaczące problemy z poruszaniem kończynami, a jego mowa była praktycznie niezrozumiała. W lipcu 2023 roku Brandman wszczepił Harrellowi urządzenie, które składa się z czterech elektrod umieszczonych w obszarze mózgu odpowiedzialnym za koordynację mowy.

BCI po naprawdę krótkim treningu osiąga 97,5% dokładności

BCI osiągnęło niezwykłe wyniki już podczas pierwszej sesji treningowej. W ciągu zaledwie 30 minut udało się uzyskać 99,6% dokładność w rozpoznawaniu słów przy użyciu słownika zawierającego 50 słów. W dalszych testach, gdy liczba słów wzrosła do 125 000, system nadal osiągał dokładność na poziomie 90,2%, co jest znaczącym postępem w porównaniu z wcześniejszymi systemami, które często miały problemy z precyzją i wymagały długotrwałego szkolenia. Po niecałych dwóch godzinach treningu dokładność sięgnęła 97,5%.

W trakcie 32-tygodniowego badania Harrell korzystał z BCI w 84 sesjach i spędził w sumie ponad 248 godzin, rozmawiając z ludźmi. Możliwość ponownego uczestniczenia w dyskusjach okazała się dla niego przełomowa.

Brak możliwości komunikacji jest frustrujący i demoralizujący. To jakby być uwięzionym – powiedział Harrell.
Ta technologia może pomóc ludziom wrócić do życia i społeczeństwa.

Chora na ALS z pomocą implantu mózgowego pisze 62 słowa na minutę

Dla badaczy widok Harrella odzyskującego zdolność mowy był niezwykle satysfakcjonujący. Technologia BCI wciąż jest w fazie badań, ale jej rozwój przynosi ogromne nadzieje nie tylko dla pacjentów z ALS, ale także dla osób cierpiących na inne schorzenia prowadzące do utraty mowy, takie jak urazy rdzenia kręgowego czy udary.

Źródło: UC Davis Health