Мозговой имплантат, преобразующий текст в речь, восстановил голос у пациента с БАС
Исследования были опубликованы в среду в журнале «New England Journal of Medicine». Они предоставляют новые доказательства быстрого прогресса в клинически жизнеспособных, практических применениях таких устройств как импланты. Компании Blackrock Neurotech, Medtronic, Synchron и Neuralink Илона Маска входят в число организаций, работающих над коммерциализацией интерфейсов «мозг-компьютер». Учеными было проведено два исследования, в каждом из которых участвовал один пациент с заболеванием БАС - один мужчина и одна женщина. Люди с БАС, также называемым болезнью Шарко или болезнью Лу Герига, испытывают прогрессирующую дегенерацию нервных клеток в спинном и головном мозге.
Одним из пациентов был 45-летний мужчина, у которого наблюдаются серьезные трудности с речью. Его мог понимать только ухаживающий за ним партнер, с которым он общался со средней скоростью около семи слов в минуту. Для сравнения - скорость разговорного английского составляет примерно 160 слов в минуту.
Исследователи имплантировали мужчине четыре микроэлектродные матрицы производства Blackrock Neurotech, которые регистрировали нейронную активность в областях мозга, связанных с языком и речью, используя 256 внутрикортикальных электродов. Это намного больше, чем было задействовано во всех предыдущих исследованиях. Программное обеспечение устройства может запоминать редкие слова, его можно быстро обучать и перекалибровывать в режиме онлайн, чего ранее также никогда не было.
Согласно исследованию, ко второму дню ношения импланта пациент общался, используя словарный запас в 125’000 слов. Расшифрованные слова отображались на экране, а затем озвучивались с помощью программного обеспечения для преобразования текста в речь, разработанного так, чтобы звучать как голос пациента до заболевания БАС.
Согласно стенограмме разговора, пациент сказал исследователям: «Я просто хотел вас подбодрить, чтобы поднять вам настроение. ... Пожалуйста, потакайте моим попыткам пошутить, потому что я действительно скучаю по шуткам».
«Я очень полюбил снова общаться с друзьями и семьей», — сказал пациент исследователям. «Когда у меня начались симптомы, моей дочери было всего 2 месяца, а сейчас ей 5, и она не помнит, как я говорил до того, как эта болезнь лишила меня возможности нормально общаться, и поначалу она немного стеснялась, но теперь очень гордится тем, что ее отец — робот».
По словам исследователей, в течение 16 часов работы нейропротез обеспечивал скорость речи 32 слова в минуту и неправильно идентифицировал всего лишь 2,5 процента слов. Для сравнения, приложения для диктовки на смартфонах допускают около 5% ошибок в словах, а у здоровых носителей языка при чтении абзаца вслух этот показатель составляет 1–2 процента.
Вторым пациентом, участвовавшим в исследовании, была женщина, которой семь лет назад, в возрасте 58 лет, установили более примитивный нейропротез. Исследуемое устройство от Medtronic исправно функционировало в течение шести лет и позволило ей общаться с помощью щелчков. Исследователи сообщили, что, когда устройство стало ненадежным, никаких технических неисправностей обнаружено не было. Вместо этого прогрессирующая атрофия мозга от БАС в конечном итоге сделала интерфейс мозг-компьютер неэффективным после многих лет успешного использования.
«В будущем, возможно, потребуется взаимодействовать с различными областями мозга, которые могут быть менее затронуты или менее подвержены дегенерации при прогрессировании заболевания», - сказал Эдвард Чанг, нейрохирург из Калифорнийского университета в Сан-Франциско.
