Interfața calculator-creier: un bărbat cu ALS își redobândește vocea. Cercetătorii dezvoltă o interfață care dă voce pacienților cu scleroză laterală amiotrofică

Vezi și: Fibromialgia: cum gestionăm durerea cronică prin terapie fizică. Ce tipuri de exerciții sunt recomandate

Un sistem de interfață creier-computer (BCI) a redat vorbirea unui bărbat cu scleroză laterală amiotrofică (ALS). Sistemul, care poate traduce semnalele cerebrale în vorbire cu o precizie de până la 97%, a fost descris ca fiind cea mai precisă neuroproteză de vorbire raportată vreodată.

Sistemul i-a permis bărbatului, care are dificultăți severe de vorbire din cauza ALS, să comunice cu prietenii, familia și îngrijitorii. Tehnologia i-a „schimbat viața” pacientului, permițându-i să vorbească cu fiica sa în vârstă de 4 ani, lucru pe care nu-l putea face înainte din cauza afecțiunii sale.

O nouă tehnologie BCI a fost dezvoltată pentru a permite persoanelor cu paralizie să comunice prin transformarea activității cerebrale asociate cu tentativa de vorbire în text pe un ecran de computer.

Tehnologia, care utilizează matrice de microelectrozi pentru a înregistra activitatea neuronală de la 256 de electrozi corticali, a atins un nivel de performanță care nu a mai fost raportat până acum.

Un bărbat în vârstă de 45 de ani cu ALS cu tetrapareză și dizartrie severă a fost supus unei implantări chirurgicale a patru matrice de microelectrozi în girusul precentral ventral stâng la cinci ani de la debutul bolii.

BCI interpretează semnalele cerebrale atunci când utilizatorul încearcă să vorbească și le transformă în text. Cuvintele decodate sunt afișate pe un ecran și citite cu voce tare de către computer cu o voce care seamănă cu cea a pacientului, creată cu ajutorul unui software antrenat cu mostre audio ale vocii sale din perioada pre-ALS.

Pacientul a utilizat cu succes sistemul atât în conversații spontane, cât și în conversații solicitate, decodificarea vorbirii având loc în timp real. Sistemul a menținut o acuratețe de 97,5% pe o perioadă de 8,4 luni, comparativ cu acuratețea de 75% a sistemelor BCI vocale anterioare.

Pacientul a utilizat sistemul pentru a comunica în conversații cu ritm propriu, la o rată de aproximativ 32 de cuvinte pe minut, timp de mai mult de 248 de ore cumulate. Cu toate acestea, echipa UC Davis Health avertizează că rezultatele reprezintă experiența unui pacient care a păstrat unele funcții reziduale de vorbire și intenționează să extindă studiul pentru a include mai mulți pacienți și pentru a perfecționa tehnologia.

Citește și: Cum să recunoști și să gestionezi epuizarea profesională. Principalele diferențe dintre burnout și depresie

Foto: Freepik @JohnAndrew

Un studiu publicat în The New England Journal of Medicine a raportat longevitatea utilizării independente, la domiciliu, a unui sistem de interacțiune creier-computer (BCI) implantat unei femei cu ALS în 2016.

Sistemul constă din patru benzi de electrozi subdurali, un transmițător, o antenă de recepție, un receptor și un computer tabletă. Cercetătorii au constatat că electrozii subdurali pot furniza semnale de înaltă calitate timp de mulți ani, oferind o performanță BCI stabilă și precisă, adecvată pentru utilizarea nesupravegheată la domiciliu de către persoanele cu deficiențe motorii grave.

Femeia a folosit sistemul BCI timp de mai mulți ani, dar ulterior l-a folosit mai rar din cauza unei scăderi a preciziei „clic-comandă”, atribuită progresiei ALS. Dispozitivul a fost retras atunci când controlul a devenit nesigur. Producătorul a retras dispozitivul, dar acesta a servit bine studiului.

În ultimul deceniu, conceptul de neuroproteză a vorbirii a evoluat de la science fiction la realitate, cu progrese rapide în aplicațiile viabile din punct de vedere clinic ale interfețelor creier-computer pentru a restabili comunicarea persoanelor care trăiesc cu paralizie.

Dezvoltarea de dispozitive și interfețe neuronale mai noi este esențială, deoarece persoanele cu paralizie pot beneficia în mod semnificativ de interfețele creier-computer de comunicare.

Interfața ideală ar trebui să ofere decodare de înaltă performanță și fiabilitate pe parcursul a cel puțin un deceniu, să fie complet implantabilă (fără fir) și să capteze semnalele corticale purtătoare de informații.

Dispozitivul ar trebui să fie ușor de implantat și de explantat fără leziuni cerebrale. Convergența neuroștiințelor, a inteligenței artificiale și a ingineriei interfețelor neuronale ne apropie de realizarea obiectivului de a restabili funcția de comunicare naturală pentru persoanele cu paralizie.