Forskere fra Duke University har laget et hjerneimplantat som kan kommunisere basert på tanker alene. Enheten er utviklet for å hjelpe personer som lider av taleforstyrrelser eller ikke er i stand til å kommunisere verbalt av en eller annen grunn. De første forsøkene viste gode utviklingsutsikter.
Eksperimenter med å konvertere hjerneaktivitet til tekst- og stemmekommunikasjon ved å skanne pasienters hjernesignaler gjør det i dag mulig å oversette «tanker» til ord med en hastighet på opptil 78 ord i minuttet. Det er som å høre på en lydbok med halv hastighet, sier forfatterne av studien. Vanligvis snakker en person opptil 160 ord per minutt, noe som gjør kommunikasjonen livlig og naturlig. For at personer med talevansker også skal kunne delta i slik kommunikasjon, trenger de mer nøyaktige sensorer for hjerneaktivitet.
En gruppe forskere fra Duke University skapte sammen med Universitetets Biomedical Engineering Laboratory en hjerneaktivitetssensor med 256 sensorer på et stykke plast på størrelse med et frimerke. Den nye sensoren er i stand til å fange opp signaler fra individuelle nevroner, noe som gjør det mulig å bestemme deres aktivitet med høy nøyaktighet.
Forskere skulle ikke lese tanker direkte. Men basert på settet med signaler for musklene i taleapparatet - tungen, strupehodet og ansiktsmusklene - forventet de å bestemme med høy nøyaktighet de uuttalte tankene til pasientene (talen styres av opptil 100 muskler, hvis signaler må overvåkes). Dermed måtte den mentalt ytrede setningen oversettes til signaler til musklene, og i følge disse dataene direkte lest fra hjernen, måtte alt som pasienten skulle si, reproduseres. Ved en pasient med lesjon i taleapparatet, ville tankene forbli i hjernebarken og signalene ville ikke passere videre, men etter å ha blitt lest av sensoren, ville de kunne snakkes opp av datamaskinen.
Et eksperiment med fire pasienter viste at den gjennomsnittlige nøyaktigheten av mental gjenkjenning av talte ord var 40 %, og maksimum var 84 %. Gjenkjennelsesalgoritmen ble trent i "lytt og gjenta"-modus. Pasienten uttalte meningsløse korte kombinasjoner av bokstaver, der algoritmen lærte å gjenkjenne hjerneaktivitet for denne eller den kombinasjonen av lyder.
Til tross for den relativt lave prosentandelen av lydgjenkjenning, snakker teamet av forskere om suksess. Faktum er at algoritmen lærte seg i bare 90 sekunder i løpet av en 15-minutters test. Eksperimentørene hadde like mye tid med hver pasient. Dette skjedde under planlagte operasjoner på hjernen til pasienter. Da nevrokirurgene var ferdige med operasjonen, ga de forskerne 15 minutter til å jobbe med pasientene på programmet deres. Uten tilgang til den åpne hjernen, på et bestemt område av cortex som implantatet ble installert direkte på, kunne ikke arbeidet utføres.
I neste fase skal forskerne lage trådløse sensorer for å jobbe med pasienter under normale forhold, i stedet for på operasjonssalen. En dag vil dette føre til praktiske hjerneimplantater for å oversette tanker til tale eller digitale meldinger.
Les også: