Мозговой протез позволит парализованным людям общаться
Американские исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско разработали речевой нейропротез, который позволил парализованному мужчине, перенесшему инсульт ствола головного мозга, общаться. Устройство переводило сигналы из его мозга в слова, которые появлялись в виде текста на экране. Система распознает слова с точностью 75% и пишет их на экране со скоростью 15 слов в минуту. Устройство продолжают совершенствовать.
Надежда для тех, кто потерял способность говорить
Каждый год тысячи людей теряют способность говорить из-за болезней, в особенности инсультов, и несчастных случаев. Благодаря новому нейропротезу из США они смогут полноценно общаться.
Ученые разрабатывали нейропротез вместе с парализованным мужчиной 36 лет, который в 20 лет перенес обширный инсульт ствола головного мозга.
После инсульта у него, как и у многих пациентов, нарушились связи между мозгом, голосовыми связками и конечностями. Он практически не мог двигаться, а общался с помощью указки, прикрепленной к кепке, чтобы набирать буквы на экране.
Пациент помог ученым разработать словарь из 50 слов, которые компьютерные алгоритмы распознавали по активности мозга. Кажется, что этого мало, но даже таких простых слов, как «вода», «семья и «добро» достаточно, чтобы создавать сотни предложений, достаточных для повседневного общения.
Как работает протез — результаты исследования
Специалисты имплантировали электроды в зону коры головного мозга мужчины, которая управляет мышцами гортани при артикуляции — над поверхностью моторных областей мозга левого полушария, ответственных за речь.
Пациент несколько месяцев произносил каждое из 50 слов, а вживленные электроды получали и передавали сигналы мозга.
Обучаемая нейросеть переводила эти сигналы в конкретные слова. Когда испытуемый пытался говорить, сеть училась различать сигналы мозговой активности, чтобы определить, какие именно слова он пытался произнести.
В результате система научилась декодировать слова со скоростью до 15,2 слов в минуту и со средней точностью в 75%. Ей в этом очень помогла языковая модель с автокоррекцией, как та, что распознает голосовые команды и набирает текст, произносимый голосом.
Эта технология превзойдет все существующие — до нее ученые предпринимали попытки считывать у парализованного человека отдельные звуки или, максимум, слова, но составлять целые фразы еще не пробовали.
Исследователи планируют испытать речевой имплантат на большем количестве участников, а также расширить словарный запас устройства, увеличить скорость распознавания речи и повысить точность считывания слов.
