211service.com
Przekształcanie myśli w słowa
Interfejsy mózg-komputer mogą pewnego dnia stanowić koło ratunkowe dla zamkniętych pacjentów, którzy nie są w stanie mówić ani się poruszać, ale są świadomi i obudzeni. Wielu z tych pacjentów może komunikować się poprzez mruganie oczami, ale zamiana mrugnięć w słowa jest czasochłonna i wyczerpująca.
Interfejs Briana: Pokazane tutaj mikroelektrody służyły do rejestrowania sygnałów mózgowych w celu odszyfrowania dziesięciu słów z myśli pacjenta.
Naukowcy z Utah zademonstrowali teraz sposób na określenie, które z 10 różnych słów dana osoba myśli, rejestrując aktywność elektryczną z powierzchni mózgu.
Nowa technika obejmuje trenowanie algorytmów do rozpoznawania określonych sygnałów mózgowych odbieranych przez szereg nieprzenikliwych elektrod umieszczonych nad ośrodkami językowymi mózgu, mówi Spencer Kellis , jeden z bioinżynierów, którzy wykonywali prace na Uniwersytet w Utah , w Salt Lake City. Stosowane podejście jest znane jako elektrokortykografia (ECoG). Grupa była w stanie zidentyfikować słowa tak, nie, gorąco, zimno, spragniony, głodny, cześć, do widzenia, więcej i mniej z dokładnością do 48 procent.
Celność zdecydowanie wymaga poprawy, mówi Kellis. Ale pokazaliśmy, że informacje tam są.
Poszczególne słowa zostały w przeszłości odszyfrowane z sygnałów mózgowych za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI), mówi Eric Leuthardt , dyrektor Center for Innovation in Neuroscience and Technology w Washington University School of Medicine w St. Louis, Missouri. Mówi, że po raz pierwszy dokonano tego wyczynu przy użyciu ECoG, znacznie bardziej praktycznego i przenośnego podejścia niż fMRI.
Praca z kolegami Bradley Greger oraz Dom Paula Kellis umieścił 16 elektrod na powierzchni mózgu pacjenta leczonego z powodu padaczki. Elektrody rejestrowały sygnały z kory ruchowej twarzy – obszaru mózgu, który kontroluje mięśnie twarzy podczas mowy – oraz z obszaru Wernickego, części kory mózgowej, która jest połączona z językiem. Aby wytrenować algorytm, analizowano sygnały, gdy pacjent był proszony o wielokrotne wypowiadanie 10 słów.
ECoG jest od dawna używany do lokalizowania źródła napadów padaczkowych w mózgu. Ale stosowane elektrody mają zwykle rozmiar kilkuset mikronów i są oddalone od siebie o centymetry, mówi Kellis. Mózg przetwarza przetwarzanie w znacznie dokładniejszej skali przestrzennej, niż jest to naprawdę wykrywalne przez standardowe elektrody kliniczne, mówi. Zespół z Utah zastosował nowy typ macierzy mikroelektrodowej opracowanej przez Neurochirurgia PMT . Elektrody są znacznie mniejsze – 40 mikronów – i są od siebie oddalone o kilka milimetrów.
Możliwe jest zastosowanie mniej inwazyjnych technik, takich jak elektroencefalografia (EEG), która umieszcza elektrody na skórze głowy, aby umożliwić komunikację między mózgiem a komputerem. Adrian Owen , starszy naukowiec z Cognition and Brain Sciences Unit na University of Cambridge w Wielkiej Brytanii, wykazał, że sygnały EEG mogą być wykorzystywane do umożliwienia ludziom w trwałym stanie wegetatywnym komunikowania się tak i nie.
Ale w przypadku EEG wiele sygnałów jest odfiltrowywanych przez czaszkę, mówi Leuthardt. To, co jest naprawdę miłe w ECoG, to jego potencjał, aby dostarczyć nam o wiele więcej informacji, mówi.
Dekodowanie 10 słów jest bardzo fajne, mówi Owen, ale dokładność będzie musiała się znacznie poprawić, biorąc pod uwagę pacjentów, do których skierowana jest technologia. Nie sądzę, aby nawet 60- lub 70-procentowa dokładność zadziałała w przypadku pacjentów, którzy nie mogą się porozumieć w inny sposób i gdzie nie ma innego marginesu na weryfikację - mówi.
Ostatecznie istnieje nadzieja, że ECoG umożliwi znacznie bardziej wyrafinowaną komunikację. W zeszłym roku Leuthardt wykazał, że ECoG można wykorzystać do dekodowania samogłosek i spółgłosek – podejście, które może ostatecznie zostać wykorzystane do rekonstrukcji znacznie większej liczby pełnych słów.