Нова технологія читання розуму дозволяє спілкуватися фізично заблокованим страждаючим

Технологія управління комп'ютером, використовуючи лише ваші думки існувала десятиліттями. Проте ми досягли обмеженого прогресу у використанні його за його початковою метою: допомагати людям з важкими вадами спілкування. До цього часу це так. Нове дослідження показало, що альтернативна технологія інтерфейсу мозок-комп’ютер може допомогти людям із “синдромом замкнутості” спілкуватися із зовнішнім світом. Це навіть дозволило хворим повідомити, що вони щасливі, незважаючи на стан.

Заключні стадії дегенеративного стану відомі як аміотрофічний бічний склероз (ALS) або захворювання моторних нейронів, залишає хворих у повному замкнутому стані. Зрештою, вони не можуть рухати жодною частиною свого тіла, навіть очима, хоча їхній мозок залишається незачепленим. Але вчені намагаються використовувати технологію інтерфейсу мозок-комп’ютер, яка вимірює електричну активність мозку, щоб допомогти їм у спілкуванні.

Однією з причин цього є те, що досі незрозуміло, наскільки ці традиційні системи інтерфейсу мозок-комп'ютер залежать від електричних сигналів, які генеруються рухом очних м'язів. Одна пацієнтка, яка страждала на БАС, яка використовувала інтерфейс мозок-комп’ютер, коли ще могла рухати очима втратила здатність спілкуватися завдяки технології після повного замикання. Це свідчить про те, що більшість електричної активності, зафіксованої комп’ютером, пов’язана з мимовільними рухами очей, які відбувалися, коли вона думала про щось, а не про самі думки.

Моніторинг кисню

Щоб подолати цю проблему, міжнародна група дослідників використала інший спосіб виявлення нервової активності, який вимірює зміни кількості кисню в мозку, а не електричні сигнали. Дослідження, опубліковане в PLoS Biology, використовував техніку, відому як функціональна ближча інфрачервона спектроскопія, який використовує світло для вимірювання змін рівня кисню в крові. Оскільки ділянки мозку, які є найактивнішими в будь -який момент часу, споживають більше кисню, це означає, що ви можете виявити закономірності активності мозку за коливаннями кисню.

Ця методика не настільки чутлива до рухів м’язів, як системи електроенцефалографії (ЕЕГ), що використовуються для вимірювання електричної активності. Це означає, що новий метод може бути використаний для того, щоб допомогти хворим на БАС спілкуватися як до, так і після того, як вони втратять всю свою здатність рухатися, оскільки з більшою ймовірністю реєструють лише мозкову активність, пов’язану з думками.


Innersele підписатися графіка


У дослідженні брали участь четверо хворих на БАС, троє з яких не змогли надійно спілкуватися зі своїми опікунами з 2014 року (останній - з початку 2015 року). Використовуючи нову технологію інтерфейсу мозок-комп’ютер, вони змогли надійно спілкуватися зі своїми опікунами та родинами протягом кількох місяців. Це вперше таке стало можливим для пацієнтів, які перебувають під замком.

Добровольцям задавали особисті та загальні питання з відомими відповідями «так» або «ні». Інтерфейс мозок-комп'ютер правильно фіксував їхні відповіді в 70% випадків, що, на думку дослідників, було достатнім, щоб показати, що вони не просто записали правильну відповідь випадково. Схожі експерименти з використанням ЕЕГ не перевищили цей поріг шансу.

Пацієнти також змогли передати свої почуття щодо свого стану, і всі четверо з них неодноразово відповідали «так», коли їх запитували, чи щасливі вони протягом кількох тижнів. Одного пацієнта навіть запитали, чи погодиться він, щоб його дочка вийшла заміж за її хлопця. На жаль для пари, він сказав ні. Після закінчення дослідження добровольці продовжували використовувати систему вдома.

Новаторські дослідження

Як я знаю з власного дослідження, робота з повністю заблокованими пацієнтами вимагає багато наполегливої ​​роботи. Зокрема, ви не можете точно знати, чи зрозумів користувач, як ми хочемо, щоб вони дали відповідь, яку ми можемо спробувати виявити. Якщо система, яка раніше використовувалася для запису мозкової активності працездатних користувачів, не працює з заблокованими пацієнтами, прийнято вважати, що винна людина, а не машина, що може бути справа. Більш того, існує додатковий тиск на дослідників - з боку сім’ї пацієнта та з них самих - для здійснення мрії про пошук способу спілкування з добровольцями.

Ці виклики підкреслюють, яким значним досягненням є нове дослідження. Це новаторське дослідження, яке може запропонувати новий шлях до вдосконалення технології інтерфейсу мозок-комп’ютер. Незважаючи на те, що система поки що дозволяє лише заблокованим пацієнтам давати відповіді так чи ні, це вже є значним покращенням якості життя.

Перша в світі система інтерфейсу мозок-комп’ютер була розроблена для того, щоб дозволити користувачам з обмеженими можливостями (хоча і не заблокованими) писати слова і таким чином передавати будь-яке повідомлення, яке вони хотіли, правда, через повільний і тривалий процес. Тож можна з упевненістю припустити, що нова технологія-це лише перший крок на шляху до більш складних систем, які дозволять вільний двосторонній зв’язок, не ґрунтуючись на простих питаннях.

Можливо, що ще важливіше, ця технологія вже відновила можливості спілкування чотирьох людей, які роками були німими. Уявіть собі, як почувалися ці пацієнти та їх сім’ї, коли вони нарешті змогли знову “заговорити”. Незважаючи на труднощі в дослідженні інтерфейсу мозок-комп'ютер, такі результати змушують нас продовжувати працювати.

Бесіда

про автора

Ана Матран-Фернандес, докторант, Університет Ессекса

Ця стаття була спочатку опублікована на Бесіда. Читати оригінал статті.

Суміжні книги

at InnerSelf Market і Amazon