Мозковий імплант дозволив чоловіку з паралічем спілкуватися

Мозковий імплант допомагає чоловіку з паралічем спілкуватися з родиною та друзями, а також користуватися персональним комп'ютером вдома. Нейроінтерфейс надав 48-річному учаснику дослідження Кейсі Харреллу, якому шість років тому діагностували бічний аміотрофічний склероз, можливість спілкуватися з середньою швидкістю 56 слів за хвилину.

Пристрій перетворює нейронну активність у текст, який з'являється на екрані комп'ютера, і дозволяє керувати комп'ютером, надсилати текстові повідомлення та електронні листи, а також продовжувати роботу в галузі кліматичної адвокації. «Це не що інше, як революція», — каже Харрелл, який живе в Окленді, Каліфорнія. «Це дозволило мені продовжувати працювати та заробляти гроші та страховку для моєї сім'ї. Це знову з'єднує мене з друзями та родиною, які занадто соромляться або бояться прийти і не зможуть мене зрозуміти».

Дослідження, опубліковане в журналі Nature Medicine 15 червня, проаналізувало домашнє використання нейроінтерфейсу Харреллом протягом майже двох років і є «найбільш обширним набором даних та найтривалішою мовною комунікацією будь-кого» з таким імплантом, каже співавтор Сергій Ставіський, нейробіолог з Каліфорнійського університету в Девісі.

Попередні дослідження учасників, які тестували нейроінтерфейси вдома, показали, що пристрої мали обмежену ефективність, а більш досконалі пристрої тестувалися лише в лабораторії. «Це насправді допомагає пацієнту в повсякденному житті», — каже Крістіан Герфф, обчислювальний нейробіолог з Маастрихтського університету в Нідерландах. Нейроінтерфейси «справді стають медичним пристроєм замість дослідницького інструменту», додає він.

У 2023 році Харреллу імплантували 256 мікроелектродів у мовно-моторну кору головного мозку. Електроди були підключені до електронних записувальних пристроїв через титанові п'єдестали, прикріплені до черепа. Він почав використовувати пристрій для декодування своєї мови в лабораторії за допомогою Ставіського та його колег. Потім дослідники навчили Харрелла та його помічників керувати системою вдома. Приблизно через 40 тижнів він почав використовувати пристрій самостійно і продовжує користуватися ним досі. Пристрій також має систему перетворення тексту в мовлення, яка може читати завершені речення вголос, використовуючи синтезовану версію голосу Харрелла до встановлення діагнозу.

Дослідження, яке включало результати до майже 23 місяців після операції, повідомило, що Харрелл використовував нейроінтерфейс вдома протягом 364 днів із 397. Він передав 183 060 речень, з яких 92 відсотки він позначив як декодовані принаймні здебільшого правильно. Нейроінтерфейс також уловлював нейронні сигнали для спроб рухів рукою, щоб керувати комп'ютерною мишею, що допомогло Харреллу користуватися комп'ютером.

«Якість декодування мови досить вражаюча», — каже Герфф. І «швидкість передачі інформації на кілька порядків швидша», ніж попередні спроби розгорнути нейроінтерфейси в домівках пацієнтів, додає він.

Система мала опціональний режим конфіденційності, який дозволяв Харреллу зупинити передачу даних від нейроінтерфейсу дослідникам. «Ми хотіли додати цю функцію конфіденційності, щоб подати хороший приклад того, що мовний нейроінтерфейс може включати в майбутніх формах, коли компанії почнуть його розширювати», — пояснює співавтор дослідження Ніколас Кард, нейроінженер з Каліфорнійського університету в Девісі.