«Он заплакал от счастья, и мы тоже»: удивительная технология позволила вернуть речь неизлечимо больному пациенту

Новый интерфейс мозг-компьютер (BCI) переводит сигналы мозга в речь с точностью до 97% — это самая точная система такого рода. Научную работу опубликовали в New England Journal of Medicine.

Новую технологию разработали для восстановления общения людей, которые не могут говорить из-за паралича или неврологических заболеваний. Читать мысли она не умеет, зато может интерпретировать сигналы мозга, когда пользователь пытается говорить, и превращать их в текст, который «произносит» вслух компьютер.

БАС, также известный как болезнь Лу Герига, поражает нервные клетки, которые управляют движениями всего тела. Болезнь приводит к постепенной потере способности стоять, ходить и пользоваться руками. Кроме того, человек может потерять контроль над мышцами, используемыми для речи, что приводит к потере возможности говорить.

У 45-летнего Кейси Харрелла на момент попадания в программу клинических испытаний BrainGate уже ослабели руки и ноги. То, что осталось от речи, можно было понять только с помощью других людей, которые пытались догадаться, что он хотел сказать.

Прошлым летом Харреллу имплантировали в область мозга, отвечающую за координацию речи, четыре микроэлектродные решетки. Они считывают записи мозговой активности с 256 корковых электродов. По сути, устройство считывает данные, которые мозг пытается послать мышцам, и переводит их в фонемы, а затем и в слова.

Подобные системы существовали и раньше, но работали медленно и с ошибками. Теперь же люди смогут быть понятыми в любой момент, когда захотят говорить.

Расшифрованные слова выводятся на экран и переводятся в речь. Ученым даже удалось вернуть голос Харрелла, который был у него до того, как начали проявляться симптомы БАС. Для этого программное обеспечение обучили на сохранившихся старых образцах его голоса. Во время первого испытания система за полчаса достигла 99,6% точности при словарном запасе в 50 слов.

«Когда мы впервые опробовали систему, он заплакал от радости, когда на экране появлялись слова, которые он пытался правильно произнести. Мы все заплакали», — рассказал нейроинженер Сергей Ставиский.

Во второй сессии словарный запас расширили до 125 000 слов. Менее чем за полтора часа обучения точность выросла до 90,2%, а со временем достигла 97,5%. Это означает, что система, пользуясь лишь сигналами в мозге Харрелла, понимает его лучше, чем многие коммерческие приложения для смартфонов распознают человеческий голос (95%).

Технология дает надежду, что в будущем пациенты, утратившие речь, смогут свободно разговаривать с родными и близкими. Спонсор исследования Ли Хохберг назвал команду ученых поистине выдающимися людьми, и отметил, что они присоединились к клиническим испытаниям не ради личной выгоды, а чтобы помочь другим.