Дослідники Каліфорнійського університету в Девісі продемонстрували тривале домашнє використання мовленнєвого нейроінтерфейсу пацієнтом з боковим аміотрофічним склерозом (БАС). За 19 місяців Кейсі Гаррелл передав 183 060 речень — 1 960 163 слова — із середньою швидкістю 56 слів на хвилину.

Згідно з матеріалом у Nature Medicine, автори вивчали не лабораторну демонстрацію, а повсякденне використання системи без присутності дослідників.

Що показало домашнє використання

Гаррелл використовував нейроінтерфейс удома понад 3800 годин. Система допомагала йому спілкуватися з родиною, друзями, колегами та лікарями, надсилати повідомлення й листи, брати участь у відеодзвінках, користуватися інтернетом і зберігати повну зайнятість попри параліч.

За оцінкою пацієнта, 92% речень система декодувала щонайменше «загалом коректно». У формальних тестах, де Гарреллу показували слова на екрані, точність перевищувала 99% за словника зі 125 000 англійських слів. Піковий показник у статті — 99,2%.

На момент публікації дослідження Гаррелл використовував систему 444 з 653 днів після імплантації. Після того як його помічникам дозволили самостійно підключати й відключати обладнання без присутності дослідників, середній час взаємодії зріс із 3,7 до 9,5 години на день.

Як влаштована система

У 2023 році Гарреллу імплантували чотири масиви мікроелектродів у ліву прецентральну звивину — ділянку мозку, пов’язану з координацією мовлення. Система зчитує сигнали з 256 кортикальних електродів, коли пацієнт намагається говорити.

Алгоритм перетворює нейронну активність на ймовірності фонем кожні 80 мс, а потім мовна модель добирає найімовірнішу послідовність слів зі словника приблизно на 125 000 слів. Текст виводиться на екран у реальному часі. Після завершення фрази система може озвучити її синтезованим голосом, налаштованим на звучання голосу Гаррелла до хвороби.

Для керування комп’ютером пацієнт також використовував декодер курсора. Раніше вважалося, що для мовлення та його рухів можуть знадобитися різні зони мозку, але команда показала, що обидва режими можна реалізувати через сигнали з мовленнєвої моторної кори.

Від демонстрації до повсякденного інструмента

Команда вже демонструвала високу точність нейроінтерфейсу в лабораторних сесіях. У 2024 році дослідники повідомили, що в першій тренувальній сесії тривалістю 30 хвилин система досягла 99,6% точності за словника з 50 слів. На другий день, після ще 1,4 години налаштування, точність становила 90,2% за словника зі 125 000 слів.

Нова робота переносить фокус з контрольованих випробувань на тривале використання в побуті. За словами авторів, це один із ключових кроків до практичних нейроінтерфейсів для людей із тяжкими руховими порушеннями. Співавтор дослідження Сергій Стависки заявив, що 3800 годин запису мозкової активності під час використання системи стали, за його даними, найбільшим індивідуальним набором даних із роздільною здатністю на рівні окремих нейронів.

Автори наголосили, що дослідження описує один клінічний випадок. Поки невідомо, наскільки результати можна перенести на інших пацієнтів, зони імплантації, типи електродів і неврологічні стани. Система також залишається експериментальною. Вона використовує дротові з’єднання, потребує щоденного підключення навченими помічниками і через габарити обладнання підходить лише для домашнього використання.

У березні голова компанії Neuralink Ілон Маск повідомив, що її BCI-пристрій здатний повернути мовлення людям, які його втратили. Один із пацієнтів до 80-го дня використання нейроімпланта зміг запустити World of Warcraft і грати силою думки.

У квітні стало відомо про користувача пристрою мозок — комп’ютер Гелена Баквалтера, який навчився створювати музику силою думки.

Нагадаємо, навесні ЗМІ повідомили, що стартап експрезидента Neuralink випробує на людях біогібридний чип.

Джерело: ForkLog