Badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davisie wykazali długoterminowe domowe użycie interfejsu neuronowego mowy przez pacjenta z stwardnieniem zanikowym bocznym (ALS). Przez 19 miesięcy Casey Harrell przesłał 183 060 zdań — 1 960 163 słów — z średnią prędkością 56 słów na minutę.
Zgodnie z artykułem w Nature Medicine, autorzy badali nie demonstrację laboratoryjną, ale codzienne użycie systemu bez obecności badaczy.
Co ujawniło domowe użycie
Harrell używał interfejsu neuronowego w domu przez ponad 3 800 godzin. System pomógł mu komunikować się z rodziną, przyjaciółmi, współpracownikami i lekarzami, wysyłać wiadomości i e-maile, brać udział w rozmowach wideo, korzystać z internetu i utrzymywać pełne zatrudnienie pomimo paraliżu.
Według szacunków pacjenta, system zdekodował 92% zdań jako przynajmniej "głównie poprawne." W formalnych testach, w których Harrellowi pokazywano słowa na ekranie, dokładność przekraczała 99% przy słownictwie wynoszącym 125 000 angielskich słów. Najwyższa wartość w artykule wyniosła 99,2%.
W momencie publikacji badania Harrell używał systemu przez 444 z 653 dni po implantacji. Po tym, jak jego asystenci mogli samodzielnie podłączać i odłączać sprzęt bez obecności badaczy, średni czas interakcji wzrósł z 3,7 do 9,5 godziny dziennie.
Jak działa system
W 2023 roku w lewym zakręcie przedśrodkowym Harrella wszczepiono cztery mikropłytki elektrodowe — obszar mózgu związany z koordynacją mowy. System odczytuje sygnały z 256 elektrod korowych, gdy pacjent próbuje mówić.
Algorytm przekształca aktywność neuronową w prawdopodobieństwa fonemów co 80 ms, po czym model językowy wybiera najbardziej prawdopodobną sekwencję słów z zasobu około 125 000 słów. Tekst jest wyświetlany na ekranie w czasie rzeczywistym. Gdy fraza jest zakończona, system może ją wypowiedzieć syntetycznym głosem dostosowanym do brzmienia głosu Harrella sprzed jego choroby.
Aby kontrolować komputer, pacjent używał również dekodera kursora. Wcześniej sądzono, że mowa i jej ruchy mogą wymagać różnych obszarów mózgu, ale zespół wykazał, że oba tryby mogą być realizowane za pomocą sygnałów z kory ruchowej mowy.
Od demonstracji do codziennego narzędzia
Zespół już wcześniej wykazał wysoką dokładność interfejsu neuronowego w sesjach laboratoryjnych. W 2024 roku badacze poinformowali, że w pierwszej 30-minutowej sesji treningowej system osiągnął 99,6% dokładności przy zasobie 50 słów. Drugiego dnia, po kolejnych 1,4 godziny konfiguracji, dokładność wyniosła 90,2% przy zasobie 125 000 słów.
Nowa praca przesuwa fokus z kontrolowanych badań do długoterminowego codziennego użytkowania. Według autorów, jest to jeden z kluczowych kroków w kierunku praktycznych interfejsów neuronowych dla osób z poważnymi upośledzeniami ruchowymi. Współautor badania Sergey Stavisky stwierdził, że 3,800 godzin aktywności mózgu zarejestrowanych podczas korzystania z systemu stało się, według jego danych, największym indywidualnym zbiorem danych z rozdzielczością pojedynczego neuronu.
Autorzy podkreślili, że badanie opisuje pojedynczy przypadek kliniczny. Nie jest jeszcze wiadomo, w jakim stopniu wyniki można przenieść na innych pacjentów, obszary wszczepienia, typy elektrod i stany neurologiczne. System pozostaje również eksperymentalny. Używa połączeń przewodowych, wymaga codziennego podłączenia przez przeszkolonych asystentów i, ze względu na rozmiar sprzętu, nadaje się tylko do użytku domowego.
W marcu szef Neuralink, Elon Musk, poinformował, że jego urządzenie BCI jest w stanie przywrócić mowę osobom, które ją straciły. Jeden z pacjentów, do 80. dnia korzystania z implantu neuronowego, był w stanie uruchomić World of Warcraft i grać siłą myśli.
W kwietniu stało się wiadomo o użytkowniku urządzenia mózg-komputer Galenie Buckwalterze, który nauczył się tworzyć muzykę siłą myśli.
Przypomnijmy, że wiosną media doniosły, że startup byłego prezesa Neuralink przetestuje biohybrydowy chip na ludziach.
Źródło: ForkLog
