Επιστήμονες κατάφεραν να μεταφράσουν τα εγκεφαλικά κύματα ανθρώπου με παράλυση σε λέξεις

Η μελέτη αυτή αποτελεί μια επαναστατική ανακάλυψη στον τομέα των διεπαφών εγκεφάλου-υπολογιστή.

Επιστήμονες κατάφεραν να μεταφράσουν τα εγκεφαλικά κύματα ανθρώπου με παράλυση σε λέξεις

Για πρώτη φορά, οι επιστήμονες κατάφεραν να μεταφράσουν σε κείμενο την εγκεφαλική δραστηριότητα ενός ατόμου με παράλυση που δεν μπορεί να μιλήσει. Οι νευροεπιστήμονες εμφύτευσαν μια συστοιχία ηλεκτροδίων στο μέγεθος πιστωτικής κάρτας στον αισθητικοκινητικό φλοιό του 36χρονου, το τμήμα δηλαδή του εγκεφάλου που ελέγχει την άρθρωση της ομιλίας.

Οι επιστήμονες, με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Φρανσίσκο (UCSF), χρησιμοποίησαν στη συνέχεια «αλγόριθμους βαθιάς μάθησης» για να εκπαιδεύσουν μοντέλα υπολογιστή ώστε να αναγνωρίζουν και να ταξινομούν λέξεις από τα μοτίβα της εγκεφαλικής δραστηριότητας του συμμετέχοντα. Ζήτησαν από τον άνδρα να σκεφτεί να πει λέξεις που του παρουσίασαν σε μια οθόνη.

«Αυτό το αποτέλεσμα είναι πραγματικά ορόσημο προς την αποκατάσταση της ομιλίας για τους ανθρώπους που δεν μπορούν να επικοινωνήσουν λόγω παράλυσης», δήλωσε ο David Moses, μεταδιδακτορικός μηχανικός στο UCSF και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, σε συνέντευξή του στην εφημερίδα San Francisco Chronicle. «Υπήρχαν άλλες υπάρχουσες προσεγγίσεις, αλλά αυτή είναι η πρώτη απόδειξη ότι κάποιος μπορεί να επιχειρήσει να μιλήσει και ότι μπορούμε να μεταφράσουμε τι προσπαθεί να μας πει από αυτή την εγκεφαλική δραστηριότητα».

Απώλεια καταληπτής ομιλίας

Ο συμμετέχων, ο οποίος ήταν 36 ετών κατά την έναρξη της μελέτης, υπέστη εγκεφαλικό επεισόδιο στο στέλεχος του εγκεφάλου του όταν ήταν 20 ετών, το οποίο είχε ως αποτέλεσμα σοβαρή παράλυση και απώλεια της καταληπτής ομιλίας, γνωστή ως αναρθρία. Άλλες αιτίες αναρθρίας περιλαμβάνουν την αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση, μια σπάνια νευρολογική πάθηση που επηρεάζει κυρίως τα νεύρα που είναι υπεύθυνα για την εκούσια κίνηση.

Ο άνδρας της μελέτης μπορούσε να εκφέρει γρυλίσματα και βογγητά, αλλά δεν ήταν σε θέση να αρθρώσει λέξεις, παρά το γεγονός ότι είχε υγιείς γνωστικές λειτουργίες. Χρησιμοποιώντας ελαφρές κινήσεις του κεφαλιού του, μπορεί να ελέγξει μια συσκευή δακτυλογράφησης μέσω υπολογιστή για να επικοινωνεί. Ωστόσο, η ταχύτητα δακτυλογράφησής του με τη συσκευή αυτή είναι μόνο περίπου πέντε σωστές λέξεις ανά λεπτό.

Μετά από 48 εκπαιδευτικές συνεδρίες με τη νέα τεχνολογία «ανάγνωσης του νου» σε διάστημα 81 εβδομάδων, ήταν σε θέση να παράγει περίπου 15 λέξεις ανά λεπτό, με ποσοστό λάθους 26%. Οι επιστήμονες, οι οποίοι αναφέρουν τα ευρήματά τους στο επιστημονικό περιοδικό The New England Journal of Medicine, λένε ότι οι τεχνολογίες αποκωδικοποίησης ομιλίας θεωρούνται γενικά αξιοποιήσιμες εάν έχουν ποσοστό λάθους λέξεων κάτω από 30%.

«Η μελέτη αυτή αποτελεί μια επαναστατική ανακάλυψη στον τομέα των διεπαφών εγκεφάλου-υπολογιστή», δήλωσε ο δρ Lee H. Schwamm, ο οποίος προεδρεύει της συμβουλευτικής επιτροπής της Αμερικανικής Ένωσης για το Εγκεφαλικό Επεισόδιο και δεν συμμετείχε στη νέα έρευνα. «Αν και η παρέμβαση είναι αρκετά επεμβατική, απαιτώντας χειρουργική επέμβαση στον εγκέφαλο για την εμφύτευση μιας ταινίας καταγραφής στην επιφάνεια του εγκεφάλου, και η ακρίβεια μετατροπής της “σκέψης σε ομιλία” ήταν μέτρια, το παράδειγμα είναι πρωτοποριακό», δήλωσε ο ίδιος.

Σημείωσε ότι αν και προηγούμενες έρευνες έχουν χρησιμοποιήσει μια παρόμοια διεπαφή για να μεταφράσουν σκέψεις σχετικά με την κίνηση ενός ρομποτικού βραχίονα, η αποκρυπτογράφηση λέξεων είναι ένα ακόμη μεγαλύτερο άλμα.

«Το πιο εκπληκτικό είναι ότι η περιοχή του εγκεφάλου για την εμφύτευση των αισθητήρων, ο αισθητικοκινητικός φλοιός, δεν θεωρείται ότι παίζει σημαντικό ρόλο στην κατανόηση της γλώσσας ή στην παραγωγή λέξεων», πρόσθεσε. Η περιοχή αυτή εμπλέκεται στην κίνηση των χειλιών και του λαιμού για την παραγωγή ήχων ομιλίας, οπότε το επόμενο βήμα μπορεί να είναι να δούμε αν μπορεί επίσης να βοηθήσει τα άτομα με αφασία, η οποία είναι μια πιο συχνή αιτία αναπηρικής γλωσσικής διαταραχής μετά από εγκεφαλικό επεισόδιο, δήλωσε ο Δρ Schwamm.

Πηγή:

www.medicalnewstoday.com/articles/scientists-translate-brain-waves-of-paralyzed-man-into-words

Λάβετε καθημερινά τα άρθρα μας στο e-mail σας

Σχετικά θέματα

Πρόσφατα Άρθρα

Έχω κάνει ήδη LIKE. Μην μου το ξαναδείξετε