Neuroproteză care permite persoanelor paralizate să comunice cu cei din jur

Neuroproteză care permite persoanelor paralizate să comunice cu cei din jur
iulie 21 17:04 2021 Timp citire articol: 4 minut(e)

Cercetătorii de la Universitatea California din San Francisco (UCSF) au dezvoltat, în premieră pe plan mondial, o “neuroproteză pentru vorbire”, care permite persoanelor cu paralizie severă să comunice prin fraze întregi cu cei din jur, prin traducerea semnalelor transmise dinspre creier către tractul vocal și transpunerea lor în cuvinte care apar scrise pe un ecran. 

Proiectul a fost descris într-un articol publicat recent în “New England Journal of Medicine”.

Astfel, noua tehnologie a fost testată cu succes pe un pacient cu paralizie severă, primul participant în cadrul unui studiu clinic derulat în acest sens.

Tehnologia a fost dezvoltată după mai mult de un deceniu de eforturi depuse de o echipă condusă de neurochirurgul Edward Chang de la UCSF.

“După știința noastră, aceasta este prima demonstrație reușită a transpunerii complete în cuvinte a activității creierului în cazul unei persoane paralizate care nu poate vorbi”, a explicat prof. Chang, citat de sciencedaily.com.

Cercetări anterioare în domeniul neuroproteticii s-au concentrat pe refacerea comunicării prin abordări bazate pe ortografie, ce presupun tastarea literelor pe rând pentru a forma un text – dar care presupune o perioadă mare de timp pentru transmiterea unei simple propoziții.

Echipa condusă de prof. Chang a ales o abordare diferită, de a traduce în cuvinte semnalele transmise de creier către mușchii sistemului vocal.

“Prin vorbire, comunicăm informație foarte repede, cu până la 150 sau chiar 200 de cuvinte pe minut. A trece direct la cuvinte, așa cum am încercat noi, reprezintă un mare avantaj, deoarece ne apropiem de modul normal în care vorbim”, a explicat prof. Chan.

În ultimul deceniu, echipa de la UCSF a analizat, cu ajutorul unor electrozi plasați pe suprafața creierului, mai mulți voluntari care au suferit intervenții chirurgicale pe creier.

Voluntarii aveau o capacitate normală de vorbire, astfel că cercetătorii au putut detecta zonele creierului responsabile de controlul vorbirii și tiparele activității corticale asociate cu mișcările tractului vocal pentru fiecare consoană și vocală.

Ulterior, dr. David Moses, inginer în cadrul laboratorului condus de prof. Chang, a dezvoltat noi metode pentru decodarea în timp real a acestor tipare și a creat modele statistice pentru a îmbunătăți acuratețea tehnologiei.

În următoarea fază, în colaborare cu alți cercetători, laboratorul condus de prof. Chang a lansat un stdiu clinic numit “BRAVO” (Brain-Computer Interface Restoration of Arm and Voice), iar primul participant la studiu a fost un bărbat cu vârsta de aproape 40 de ani care a suferit un accident vascular cerebral (AVC) cu peste 15 ani în urmă, în urma căruia a rămas paralizat.

Bărbatul avea doar o capacitate extrem de redusă de a mișca gâtul, capul și membrele, iar comunicarea cu cei din jur se putea realiza doar prin indicarea, cu un fascicul luminos transmis de un dispozitiv atașat de o șapcă pusă pe cap, a unor litere pe un ecran.

Pacientul a lucrat împreună cu echipa de cercetători pentru a crea un vocabular conținând 50 de cuvinte pe care oamenii de știință să le poată recunoaște din activitatea cerebrală folosind algoritmi informatici avansați.

Acest vocabular include cuvinte frecvent folosite, precum “apă”, “familie” sau “bine”, ceea ce permite crearea a sute de propoziții care să poată exprima concepte utile în viața de zi cu zi.

În cadrul studiului, cercetătorii au implantat, prin intervenție chirurgicală, o matrice de elecrozi cu densitate înaltă în regiunea creierului responsabilă de controlul vorbirii.

După 48 de sesiuni derulate în mai multe luni, în care cercetătorii au înregistrat semnalele creierului asociate cu fiecare încercare de a formula un cuvânt de către pacient, autorii studiului au reușit să traducă semnalele creierului pacientului în propoziții simple precum “Sunt bine” sau “Nu îmi este sete”.

Potrivit cercetătorilor, tehnologia pe care au dezvoltat-o a fost capabilă să decodeze informația transmisă de creier într-un ritm de 18 cuvinte pe minut, cu o rată de acuratețe de până la 93% și o rată mediană de 75%.

La această reușită a contribuit și un model de limbaj dezvoltat de cercetători cu o funcție de autocorectare, similară funcțiilor disponibile în multe programe de calculator.

Echipa de cercetători urmează să testeze noua tehnologie pe alți voluntari în cadrul studiului clinic BRAVO și intenționează să extindă, treptat, vocabularul de cuvinte pe care tehnologia să fie capabilă să le recunoască din activitatea creierului.

  Citește mai multe despre:
  Categorii:
scrie un comentariu

0 Comentarii

Adaugă un comentariu