Ένα εμφύτευμα διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή (BCI) από το UC Davis έχει επιτρέψει σε έναν ασθενή με ALS να μιλά ανεξάρτητα για περισσότερες από 3.800 ώρες τα τελευταία δύο χρόνια, επιτυγχάνοντας ακρίβεια 99% και επιτρέποντάς του να εργάζεται πλήρως. Ο συμμετέχων, Casey Harrell, ένας 47χρονος άνδρας με ALS, έχει παράγει σχεδόν 2 εκατομμύρια λέξεις με μέση ταχύτητα 56 λέξεων ανά λεπτό. Αυτή η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο Nature Medicine, αντιπροσωπεύει την πιο μακροχρόνια επίδειξη μιας διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή (BCI) που λειτουργεί ως πρακτικό καθημερινό εργαλείο επικοινωνίας εκτός εργαστηρίου.
Δείτε επίσης: Neuralink Blindsight: Έγκριση του FDA για το εμφύτευμα αποκατάστασης όρασης
Το εμφύτευμα αποτελείται από τέσσερα μικροηλεκτρόδια που τοποθετήθηκαν στον αριστερό προκεντρικό γύρο του Harrell, την περιοχή του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνη για την ομιλία, καταγράφοντας δραστηριότητα από 256 φλοιώδη ηλεκτρόδια. Αλγόριθμοι μηχανικής μάθησης σε μια πλατφόρμα λογισμικού που ονομάζεται BRAND, αναπτυγμένη από τον μεταδιδακτορικό ερευνητή του UC Davis Nicholas Card, μεταφράζουν αυτή τη νευρική δραστηριότητα σε φωνήματα της αγγλικής γλώσσας, τα οποία στη συνέχεια αντιστοιχίζονται σε λέξεις και προτάσεις. Το σύστημα συνθέτει τη φωνή του Harrell πριν από την ALS για να διαβάσει το αποκωδικοποιημένο κείμενο.
Σε ελεγχόμενες δοκιμές με λεξιλόγιο 125.000 λέξεων, το σύστημα πέτυχε πάνω από 99% ακρίβεια λέξεων. Στην καθημερινή χρήση εκτός εργαστηρίου, ο Harrell αξιολόγησε το 92% των προτάσεων ως ακριβείς ή κυρίως σωστές, επικοινωνώντας περισσότερες από 183.000 προτάσεις κατά τη διάρκεια της περιόδου μελέτης.
Ο νευροχειρουργός David Brandman, που εμφύτευσε τη συσκευή το 2023 και συν-ηγείτο της μελέτης, τόνισε τη σημασία της δυνατότητας καθημερινής επικοινωνίας για άτομα που θέλουν να μιλήσουν αλλά δεν μπορούν. Παρά την παράλυση, ο Harrell έχει επιστρέψει στην πλήρη εργασία και μπορεί να έχει ουσιαστικές συνομιλίες με την κόρη του, η οποία δεν έχει ακούσει ποτέ τη φωνή του.
Η σημασία της μελέτης έγκειται όχι μόνο στην ακρίβεια αλλά και στην ανεξαρτησία που παρέχει. Προηγούμενα συστήματα BCI απαιτούσαν την παρουσία ερευνητών κάθε φορά που η συσκευή ήταν σε χρήση ή απαιτούσαν τη μετακίνηση του ασθενούς σε εργαστήριο. Το σύστημα του Harrell λειτουργεί από την ομάδα φροντίδας στο σπίτι του χωρίς την ανάγκη υποστήριξης από ερευνητές.
Δείτε επίσης: Εμφύτευμα εγκεφάλου αποκαθιστά εν μέρει την κίνηση τετραπληγικού άνδρα
Κατά μέσο όρο, ο Harrell χρησιμοποίησε το σύστημα για περισσότερες από πέντε ώρες καθημερινά. Η ομάδα του UC Davis είναι μέρος του BrainGate, ενός κονσόρτσιουμ που αναπτύσσει BCI για αποκατάσταση ομιλίας, έλεγχο υπολογιστών και ανάκτηση κίνησης. Το υλικό που χρησιμοποιείται δεν είναι κατασκευασμένο κατά παραγγελία αλλά αποτελείται από υπάρχοντα μικροηλεκτρόδια που παράγονται από την Blackrock Neurotech.
Η καινοτομία αποδίδεται στο λογισμικό, ιδιαίτερα στους αλγόριθμους μηχανικής μάθησης στην πλατφόρμα BRAND που αποκωδικοποιούν την προσπάθεια ομιλίας από νευρικά σήματα σε πραγματικό χρόνο.
Ο Brandman συνέκρινε την τρέχουσα κατάσταση της τεχνολογίας BCI με τους πρώτους βηματοδότες, οι οποίοι απαιτούσαν εξωτερική καλωδίωση και μεγάλες μπαταρίες τη δεκαετία του 1950. Σήμερα, οι βηματοδότες μπορούν να εμφυτευτούν σε εξωτερικές διαδικασίες. Σημείωσε ότι βρισκόμαστε ακόμα στα αρχικά στάδια αυτής της τεχνολογίας.
Αν και ο Harrell είναι ακόμα συνδεδεμένος με εξωτερικούς υπολογιστές, οι εξελίξεις στην AI και τη μινιατούρα υλικού από εταιρείες όπως η Neuralink, η Synchron και η Paradromics υποδηλώνουν ένα μέλλον όπου η εγκατάσταση θα είναι λιγότερο ογκώδης. Το ανταγωνιστικό τοπίο στο BCI εξελίσσεται ραγδαία, με τη Neuralink να έχει εμφυτεύσει συσκευές σε τουλάχιστον 21 ασθενείς υπό ερευνητικά πρωτόκολλα, αν και δεν έχει εμπορική έγκριση.
Δείτε επίσης: Οι πιο ενδιαφέρουσες θεωρίες συνωμοσίας μετά τη σύλληψη του Diddy
Η Κίνα ενέκρινε το πρώτο εμπορικά διαθέσιμο επεμβατικό BCI νωρίτερα φέτος.
