Изследователи са създадоли мозъчен имплант, който може да позволи комуникация, основана само на мисли. Устройството е предназначено да помага на хора, страдащи от говорни нарушения или неспособни да общуват вербално по една или друга причина. Първите опити са показали добри перспективи за развитие.

Експериментите на учените от Университета Дюк за преобразуване на мозъчната активност в текст и гласова комуникация чрез сканиране на мозъчни сигнали на пациенти правят възможно днес преводът на "мисли" в думи със скорост до 78 думи в минута. Това е като да слушате аудиокнига с наполовина по-малка скорост, казват авторите на изследването. Обикновено човек говори до 160 думи в минута, което прави комуникацията жива и естествена. За да могат хората с говорни увреждания също да участват в такава комуникация, те се нуждаят от по-точни сензори за мозъчната активност.

Екип от учени от Университета Дюк, съвместно с университетската биомедицинска инженерна лаборатория, създават сензор за мозъчна активност с 256 сензора върху парче пластмаса с размерите на пощенска марка. Новият сензор е в състояние да улавя сигнали от единични неврони, което им позволява да определят точно тяхната активност.

Авторите не са си поставили за цел да четат мисли директно. Но въз основа на комплекс от сигнали за мускулите на говорния апарат – езика, ларинкса и лицевите мускули – те очакват точно да определят неизказаните мисли на пациентите (речта се контролира от до 100 мускула, сигналите към които трябва да се следят). По този начин на ум изречената фраза може да бъде преведена в сигнали към мускулите и с помощта на тези данни, директно прочетени от мозъка, като се възпроизведе всичко, което пациентът иска да каже. При пациент с увреждане на говорния апарат мислите ще останат в мозъчната кора и сигналите няма да преминат по-нататък, но разчетени от сензора ще могат да бъдат произнесени от компютър.

Експеримент с четирима пациенти показва, че средната точност на разпознаване на мислено произнесени думи е 40%, а максималната е 84%. Алгоритъмът за разпознаване е обучен в режим "слушай и повтори". Пациентът произнася безсмислени кратки комбинации от букви, от които алгоритъмът се учи да разпознава мозъчната активност за определена комбинация от звуци.

Отляво е старият, по-малко чувствителен сензор, отдясно е новият, с който е направен експериментът. Кредит: Dan Vahaba/Duke University

Въпреки сравнително ниския процент на звуково разпознаване, екипът го смята за успех. Факт е, че алгоритъмът е тренирал само 90 секунди по време на 15-минутен тест. Експериментаторите са имали точно толкова време с всеки пациент. Това се случва по време на планирани мозъчни операции на пациенти. Когато неврохирурзите са приключили операцията, те дали на учените 15 минути да работят с пациентите по тяхната програма. Без достъп до отворения мозък, върху определена част от кората на който сензорът е директно инсталиран, работата не може да бъде извършена.

На следващ етап учените ще създадат безжични сензори, които да работят с пациенти в нормални условия, а не в операционната. Някой ден това ще доведе до удобни мозъчни импланти за превеждане на мисли в реч или цифрови съобщения.

Справка: Suseendrakumar Duraivel, Shervin Rahimpour, Chia-Han Chiang, Michael Trumpis, Charles Wang, Katrina Barth, Stephen C. Harward, Shivanand P. Lad, Allan H. Friedman, Derek G. Southwell, Saurabh R. Sinha, Jonathan Viventi, Gregory B. Cogan. High-resolution neural recordings improve the accuracy of speech decoding. Nature Communications, 2023; 14 (1) DOI: 10.1038/s41467-023-42555-1

Източник: Brain implant may enable communication from thoughts alone, Duke University

Още по темата

27/09/2023

Медицина

Облекчаване на парализата с нови технологии за разчитане на мозъка

16/12/2022

Технологии

Интерфейсите мозък-компютър могат да позволят на войниците да контролират оръжия с мислите си и да изключат страха си

17/01/2022

Медицина

„Неврозърна“, вградени в нервната тъкан, може да са следващите интерфейси мозък-компютър

14/05/2021

Животът

Нов мозъчен имплант превръща въображаеми букви в текст (видео)