Moždani signali pretvoreni u riječi 'govore' za osobu s paralizom
Čovjek koji nakon moždanog udara nije mogao govoriti proizveo je rečenice kroz sustav koji čita električne signale iz područja za proizvodnju govora u njegovom mozgu - izvijestili su znanstvenici koji su proveli novo istraživanje.
Sudionik je prije više od deset godina imao moždani udar zbog kojeg je dobio anartriju - nemogućnost kontrole mišića uključenih u govor, odnosno nesposobnost jasnoga, razgovijetnog izgovaranja riječi. Budući da su mu i udovi paralizirani, komunicira odabirom slova na ekranu malim pokretima glave proizvodeći otprilike pet riječi u minuti. Kako bi omogućio bržu i prirodniju komunikaciju, neurokirurg Edward Chang sa Sveučilišta Kalifornija u San Franciscu testirao je pristup koji koristi računalni model poznat kao algoritam dubokog učenja za tumačenje obrazaca moždane aktivnosti u senzomotornoj kori, regiji mozga uključenoj u stvaranju govora. Pristup je do sada testiran na dobrovoljcima kojima su elektrode kirurški ugrađene iz neistraživačkih razloga, poput praćenja epileptičnih napadaja.
U novom istraživanju, Changov tim privremeno je uklonio dio lubanje sudionika i položio tanki sloj elektroda manjih od kreditne kartice izravno preko njegove senzomotorne kore. Kako bi "uvježbali" računalni algoritam da poveže obrasce moždane aktivnosti s početkom govora i s određenim riječima, timu su bile potrebne pouzdane informacije o tome što je čovjek namjeravao reći i kada.
Tako su istraživači u nekoliko navrata prikazali jednu od 50 riječi na ekranu i zamolili čovjeka da to pokuša izgovoriti. Nakon što je algoritam obučen podacima iz pojedinačnog zadatka riječi, čovjek je pokušao pročitati rečenice izgrađene od istog skupa od 50 riječi, poput "Donesite naočale, molim vas". Kako bi poboljšali nagađanja algoritma, istraživači su dodali komponentu obrade nazvanu model prirodnog jezika, koja koristi uobičajene sekvence riječi za predviđanje vjerojatne sljedeće riječi u rečenici. S takvim pristupom sustav je pogriješio samo oko 25% riječi u rečenici.
Budući da se mozak s vremenom reorganizira, nije bilo jasno da će područja za proizvodnju govora dati interpretabilne signale nakon više od 10 godina anartrije, napominje Anne-Lise Giraud, neuroznanstvenica sa Sveučilišta u Ženevi. Očuvanje signala "iznenađuje", kaže ona.
Novim pristupom čovjek bi mogao stvarati rečenice brzinom do 18 riječi u minuti, kaže Chang. Ipak, sustav još nije spreman za upotrebu u svakodnevnom životu, a buduća poboljšanja uključivat će proširivanje repertoara riječi i čineći ga bežičnim, tako da korisnik nije vezan za računalo.
Izvor: Science Mag