Ochrnutí lidé mohou díky 'čtení mysli' využívat tablety

- Technologie autor: Ladislav Loukota

Doslova revoluční rozhraní pro čtení mozkové aktivity představili vědci projektu BrainGate. U tří pacientů s částečným nebo úplným ochrnutím se jim totiž podařilo dosáhnout tak vysoké míry přesnosti čtení jejich "myšlenek", že jim umožnili bezproblémově ovládat kurzor myši na obrazovce tabletu. Implantát o velikosti pilulky jim dovolit nakupovat nebo třeba chatovat způsobem, který by záviděl i Stephen Hawking.

Ovládání počítače myslí

Ovládání počítače myslí,zdroj: Stanfordská univerzita

Právě Hawking byl totiž sám proslavený tým, že trpěl jednou z chorob, jíž měli i dva ze tři pacientů ze studie - Amyotrofickou laterální sklerózu (ALS). Třetí měl pak fyzické poškození páteře vlivem zranění. Nejspíše i slavný astrofyziky by byl udiven tím, jak velkého pokroku dosáhla věda ve snaze umožnit lidem s ochrnutím běžnou komunikaci skrze počítače.

Multioborová studie z Brown University a Stanfordu pod vedením bioinženýra Paula Nuyujukiana, která probíhala od roku 2012, se zaměřila na snahu využít k propojení intrakortikální rozhraní mezi mozkem a počítačem (intracortical brain-computer interface, iBCI). V jejím rámci dostali tři pokusní pacienti do mozku implantované pole mikroelektrod o délce 1 až 1,5 mm a celkové velikosti zhruba otisku prstu. Elektrody byly vloženy do části odpovědné za motorickou činnost rukou.

Po sérii testů začaly elektrody fyzicky odečítat elektrickou aktivitu v dané části mozku s vysokou přesností - implantát tato sebraná data následně začal odesílat do periferie jménem NeuroPort ve formě krabičky umístěné mimo lebku. Jakmile jsou mozkové signály zde zpracovány, NeuroPort pošle údaje bezdrátově do tabletu Google Nexus 9 skrze signál Bluetooth. Voilà, touto cestou mohou pacienti doslova silou myšlenky ovládat kurzor na obrazovce tabletu.

Výsledek byl ohromující - nejenže bylo celé trio schopné využívat běžné počítačové aplikace od e-mailu po on-line nakupování, ale především byli s to komunikovat s vnějším světem pomocí běžných chatovacích stránek. Jedna z pacientek, která byla před diagnózou s ALS hudebnicí, si zahrála na on-line virtuální piáno. Dva pacienti si dokonce psali vzájemně jeden s druhým. Je to vůbec poprvé, co rozhraní podobného druhu dosáhlo jak vysoké preciznosti, tak i napojení na standardní komerční aplikace a počítače.

Naděje pro ochrnuté?

Samozřejmě, astrofyzik Stephen Hawking byl přece rovněž s to obsluhovat počítač a komunikovat tak se světem. Rozdíl mezi oběma pracemi je v tom, že Hawkingův počítač byl stále ovládaný skrze pohyb svalu v jeho tváři - nešlo tedy o žádné "skutečné" neurální rozhraní o moc víc, než nakolik lze za rozhraní považovat prsty píšící na klávesnici.

Hawkingova metoda byla svého času samozřejmě významná, ale od jejího uvedení uplynulo víc než dvacet let. Astrofyzik se navíc mohl z komunikace těšit jenom díky tomu, že mu počítač napojený na senzor postavila společnosti Intel. Oproti tomu v Nuyujukianově práci jsou tablety nemodifikované - počítače vnímají signál jako připojení bezdrátové myši přes Bluetooth.

Liší se i rychlost. Trio šťastlivců bylo za minutu schopné udělat až 22 kliknutí, Hawkingova rychlost psaní byla na počátku menší (teprve později ji zvýšily predikční metody). Jakkoliv tak samotný zákrok implantace mikroelektrod bude náročný (efektivnější by byly neinvazivní prostředky, tak daleko ale ještě nejsme), samotné užívání spotřební elektroniky by pro pacienty s ochrnutím mohlo být poměrně jednoduché.

"Bylo skvělé sledovat, jak se pacienti popasovali s úkoly, které jsme pro ně přichystali. Daleko úchvatnější a zábavnější část studie ale přišla, když jsme viděli, jak dělají, co sami chtějí - nakupují, sledují videa nebo si jen tak píšou s přáteli," sdělil doktor Nuyujukian.

Zatímco jiné týmy se zaměřují na to, jak ALS vyléčit, a další řeší, jak vykurýrovat i poškození míchy, v mezičase můžou podobné vynálezy nabídnout novou naději pro stávající lidi s postižením - a také šanci, že diagnóza s ochrnutím nemusí nutně znamenat konec komunikace se zbytkem světa. Nakonec kdo ví, o kolik dalších Stephenů Hawkingů nás nemožnost podobné komunikace v minulosti mohla připravit.

Studie byla publikována v PLOS One

Tagy: mozek lidské tělo věda a technika věda a poznání inovace a technologie