Mozkový implantát poprvé dekóduje řeč a gesta současně

Výzkumníci z Kalifornské univerzity v San Franciscu poprvé prokázali, že jediné rozhraní mezi mozkem a počítačem dokáže současně překládat záměr ochrnutého člověka mluvit a gestikulovat horní částí těla, což mu umožňuje ovládat celotělového virtuálního avatara, který mluví a pohybuje se v tandemu. Zjištění, publikovaná v pondělí v časopise Nature Neuroscience, představují krok k obnovení bohatosti přirozené lidské komunikace pro lidi s těžkým ochrnutím.medicalxpress+1

Dekódování dvou kanálů najednou

Tým pod vedením neurochirurga Edwarda Changa implantoval tenká elektrodová pole do senzomotorické kůry mozku tří pacientů s různým stupněm ochrnutí hlasového ústrojí a těla způsobeným stavy, jako je ALS nebo mozková mrtvice. Pole 253 elektrod zachytila nervové signály, když se účastníci pokoušeli mluvit a provádět běžná gesta, jako je mávání rukou nebo zvednutý palec, a to jak izolovaně, tak společně.nature+1

Dosavadní rozhraní umožňovala buď řeč, nebo pohyb nezávisle na sobě, ale jejich kombinace zhoršovala výkon. Changův tým zjistil, že mozkové signály vznikající při současné řeči a gestech nejsou jen součtem dvou jednotlivých signálů. "Konverzace je o mnohem víc než jen o mluvených slovech. Je to vícevrstvý, dynamický proces zahrnující celou motorickou kůru," řekl Chang. Dekodéry strojového učení, trénované specificky na datech ze současné řeči a gest, překonaly ty, které byly trénovány na izolovaných úkolech, a úspěšně převedly myšlenky dvou účastníků na příkazy pro avatara.medicalxpress+1

Za hranice sledování očí

Současný standard péče pro lidi s těžkým ochrnutím, systémy sledování očí umožňující převod textu na řeč, je pomalý, nabízí omezený výraz a může být fyzicky vyčerpávající. Nové rozhraní se snaží poskytnout přirozenější alternativu tím, že obnovuje neverbální podněty spolu se slovy. "Tyto slibné výsledky mi dávají naději, že v budoucnu budou pacienti s těžkým ochrnutím schopni znovu získat holistickou povahu lidské komunikace," uvedla Debara Tucci, ředitelka Národního institutu pro hluchotu a jiné poruchy komunikace při NIH.medicalxpress+1

Co bude následovat

Systém použitý v této studii spoléhal na drátové propojení mezi implantovanými senzory a externími procesorovými jednotkami. Chang uvedl, že jeho tým brzy otestuje plně implantovatelnou bezdrátovou verzi s lepšími vyhlídkami pro dlouhodobé každodenní používání. Výzkum navazuje na dřívější práci laboratoře, která v roce 2023 prokázala, že mozkový implantát může řídit řeč a mimiku digitálního avatara u jednoho ochrnutého pacienta.techxplore+2