Технологии интерфейсов мозг-компьютер демонстрируют высокий потенциал в восстановлении речи у пациентов с боковым амиотрофическим склерозом (БАС), показали недавние исследования, опубликованные в журнале New England Journal of Medicine.
В первом исследовании, 45-летний мужчина, потерявший способность говорить из-за бокового амиотрофического склероза (БАС), смог снова общаться благодаря устройству для преобразования текста в речь. Для того чтобы помочь пациенту восстановить способность к общению, исследователи имплантировали ему четыре микроэлектродных массива, разработанных компанией Blackrock Neurotech. Эти массивы регистрировали нейронную активность в областях мозга, связанных с речью и языком, используя 256 внутрекортикальных электродов — значительно больше, чем использовалось в предыдущих исследованиях.
Благодаря использованию сложного программного обеспечения, декодер мог адаптироваться и перекалибровываться в режиме реального времени, что позволило устройству быстрее и точнее расшифровывать нейронные сигналы, связанные с речью. Уже на второй день использования пациент смог общаться, используя словарь из 125 000 слов. Слова, декодированные системой, отображались на экране и затем воспроизводились с помощью программного обеспечения для преобразования текста в речь, настроенного так, чтобы максимально напоминать голос пациента до болезни.
Через 16 часов использования нейропротез позволил пациенту достигать скорости речи 32 слова в минуту с ошибкой в распознавании слов всего в 2,5%. В сравнении, приложения для диктовки на смартфонах имеют приблизительно 5% ошибки, а у здоровых говорящих людей эта ошибка составляет 1-2% при чтении текста вслух.
Во втором исследовании, участвовала 58-летняя женщина с БАС, которой был имплантирован нейропротез от компании Medtronic. Этот экспериментальный интерфейс мозг-компьютер был установлен пациентке семь лет назад и позволял ей общаться с помощью нажатия кнопок. Устройство функционировало хорошо в течение первых шести лет, что дало пациентке возможность оставаться на связи с окружающим миром.
Однако через шесть лет после установки устройство стало работать ненадежно, и это ухудшение было связано не с техническими проблемами, а с прогрессирующей атрофией мозга из-за БАС. Исследователи отметили, что в конечном итоге дегенерация мозговых тканей сделала интерфейс мозг-компьютер неэффективным, несмотря на его первоначальный успех.
Этот случай подчеркивает, что технологии интерфейсов мозг-компьютер, хотя и обладают огромным потенциалом, все еще сталкиваются с серьезными вызовами в клиническом применении, особенно у пациентов с прогрессирующими нейродегенеративными заболеваниями, такими как БАС. В будущем исследования могут быть сосредоточены на разработке интерфейсов с другими областями мозга, которые могут быть менее подвержены дегенерации. Это позволит продлить срок службы таких устройств и повысить их эффективность.
Такие компании, как Blackrock Neurotech, Medtronic, а также многие другие, включая Neuralink Илона Маска, продолжают работать над развитием интерфейсов мозг-компьютер в медицине, чтобы сделать их доступными для широкого круга пациентов. Так Neuralink недавно успешно имплантировали нейрочип второму пациенту в рамках клинического исследования технологии.
