Ученые из Калифорнийского университета в Дэвисе разработали революционный интерфейс мозг-компьютер (BCI), способный преобразовывать мозговые сигналы в речь с точностью до 97%. Эта технология дает надежду людям с тяжелыми нарушениями речи, вызванными такими заболеваниями, как боковой амиотрофический склероз (БАС). Результаты исследования были опубликованы в New England Journal of Medicine.
БАС, известный также как болезнь Лу Герига, постепенно лишает человека способности двигаться и говорить. Новая система BCI анализирует сигналы мозга, связанные с речью, и преобразует их в текст, который затем озвучивается компьютером.
Дэвид Брандман (David Brandman), нейрохирург и руководитель проекта, отмечает: «Наша работа представляет собой самый совершенный речевой нейропротез из когда-либо созданных».
Кейси Харрелл (Casey Harrell), участник клинического испытания BrainGate, стал одним из первых пациентов, испытавших новую технологию. В июле 2023 года ему имплантировали устройство BCI, состоящее из четырех микроэлектродных матриц в левой прецентральной извилине мозга — области мозга, участвующей в координации речи. Они регистрируют активность мозга с 256 корковых электродов, улавливая нейронные сигналы, связанные с речью.
Сергей Ставиский (Sergey Stavisky), нейробиолог и соруководитель проекта, поясняет: «Мы фиксируем попытки пациентов двигать мышцами и говорить. По сути, мы слушаем их мозг и переводим паттерны мозговой активности в речь».
BCI показала беспрецедентные результаты с самого начала:
- 99,6% точности произнесения слов при словарном запасе в 50 слов после 30 минут обучения
- 90,2% точности при расширении словаря до 125 000 слов после 1,4 часа дополнительных тренировок
- Стабильная точность 97,5% при постоянном использовании
Эти показатели превосходят многие коммерческие приложения для распознавания речи.
Для Харрелла новая технология стала настоящим прорывом в общении. «Отсутствие общения удручает и деморализует. Вы словно оказываетесь в ловушке», — поделился он своими впечатлениями.
Николас Кард (Nicholas Card), ведущий автор исследования, отмечает: «Видеть, как Кейси вновь обрел способность беседовать со своей семьей и друзьями благодаря этой технологии, было очень приятно».
Ли Хохберг (Leigh Hochberg), невролог, участвующий в испытании BrainGate, подчеркивает важность вклада участников исследования: «Кейси и другие участники BrainGate — поистине выдающиеся люди. Они делают это не ради личной выгоды, а чтобы помочь другим людям с параличом».
Технология BCI, хотя и находится на стадии исследования, открывает новые горизонты для пациентов с различными нарушениями речи, включая последствия травм спинного мозга и инсультов.
Разработка нейроинтерфейса мозг-компьютер знаменует собой значительный шаг вперед в области нейротехнологий. Эта инновация не только возвращает голос тем, кто его потерял, но и открывает новые возможности для исследований взаимодействия мозга и компьютера. Подобно тому, как первые телефоны изменили мир коммуникаций, BCI может стать катализатором революционных изменений в медицине и технологиях.
