Paralyzovaný šestatřicetiletý muž z Kalifornie ztratil před šestnácti lety po mozkové příhodě schopnost ovládat končetiny a hlasivky. Od té doby je upoután na lůžko a nedokáže mluvit.

Tento pacient se stal prvním dobrovolníkem v pozoruhodné studii nazvané Brain-Computer Interface Restoration of Arm and Voice, jejíž první výsledky byly publikovány v magazínu The New England Journal of Medicine. Z názvu studie také pochází akronym BRAVO1, kterým je v ní muž označován.

Slova místo písmen

BRAVO1 zůstaly zbytky pohyblivosti v krku a hlavě. Díky tomu mohl vyťukávat na displej s pomocí ukazovátka připevněného ke kšiltovce písmena a z nich skládat slova. Tempo takové komunikace bylo ale velmi pomalé.

I tato omezená zpětná vazba od pacienta však byla pro výzkum klíčová. Neurovědcům z Kalifornské univerzity v San Francisku, kteří se komunikaci po písmenech rozhodli nahradit systémem rozlišujícím celá slova, umožnila s pacientem sestavit seznam padesáti základních výrazů jako „voda“ či „matka“, která následně hledali v jeho mozkových vlnách.

Když muž pomyslel na to, že by chtěl říct slovo „voda“, neurologický čip, který mu tým vedený neurochirurgem Edwardem Changem voperoval do mozku, detekoval jiné signály, než když chtěl říct „matka“.

V průběhu několika měsíců tak mohla vzniknout knihovna výrazů, z nichž se strojové učení podle nažhavení neutronů v mozku naučilo číst v pacientově mysli jednotlivá slova. A ta potom zobrazilo na monitoru počítače.

Přijdou lepší implantáty

Díky tomu vědci dosáhli výrazného zlepšení v pacientově komunikaci. S pomocí implantátu teď BRAVO1 dokáže světu sdělit až 18 slov za minutu, a to s úspěšností čtení 75 procent.

Například na otázku „Jak se máte?“ odpověděl BRAVO1 přes počítač: „Mám se dobře“. A když mu vědci napsali na monitor otázku „Chcete vodu?“ opáčil: „Ne, nemám žízeň.“

Komunikaci popisuje následující video.

Dialog přes počítač je výrazným pokrokem. Přesto výzkumníci předpokládají, že s citlivějšími implantáty i zdokonalením strojového učení se přesnost a rychlost technologie podstatně zvýší.

Až se přidá robotický hlas…

Vědci už dříve dokázali z aktivity neuronů v mozku přečíst slova, která vyslovili lidé s nenarušenou schopností řeči. Důkaz, že neurologické implantáty mohou pomoci i ochrnutým pacientům, je ale významným postupem vpřed.

Neurovědec Chang k tomu řekl: „Je vzrušující, že stojíme na samém začátku nové kapitoly a nového oboru, který by mohl pomoct paralyzovaným pacientům.“

Kromě vyšší rychlosti a přesnosti by výzkumníci chtěli postupně zlepšit rozhraní tak, aby slova nevyskakovala na obrazovce počítače, ale aby je četl robotický hlas. Dá se také očekávat, že účinnost této technologie bude vyšší, pokud uspěje společnost Neuralink Elona Muska ve vývoji citlivých mozkových implantátů.