Speranță pentru pacienții care nu mai pot vorbi. Implantul care poate transforma gândurile în cuvinte

O echipă de cercetători dezvoltă un dispozitiv care ar putea permite persoanelor afectate de boli neurologice severe să comunice din nou. Sistemul folosește inteligența artificială pentru a interpreta activitatea cerebrală și a o transforma în text sau voce sintetizată, fără a necesita intervenții chirurgicale complexe la nivelul creierului.

Un implant plasat sub scalp ar putea înlocui procedurile invazive folosite în prezent

Tulburările de vorbire apar frecvent în afecțiuni neurologice precum scleroza laterală amiotrofică (SLA) sau scleroza multiplă. În stadiile avansate ale acestor boli, mulți pacienți își pierd complet capacitatea de a vorbi și sunt nevoiți să comunice cu ajutorul unor planșe cu litere și simboluri sau prin dispozitive controlate cu privirea.

În ultimii ani au fost dezvoltate interfețe creier-computer care transformă activitatea cerebrală în cuvinte. Totuși, majoritatea acestor tehnologii presupun implantarea electrozilor în interiorul craniului, intervenții considerate invazive și costisitoare.

O companie desprinsă din Universitatea din Melbourne dezvoltă acum o alternativă diferită. Dispozitivul este conceput pentru a fi implantat sub scalp, dar în exteriorul craniului, reducând astfel complexitatea intervenției și riscurile asociate.

Inteligența artificială analizează activitatea cerebrală și o transformă în cuvinte

Potrivit dezvoltatorilor, implantul este poziționat deasupra cortexului motor, zona responsabilă de coordonarea mișcărilor implicate în vorbire. Chiar și atunci când o persoană nu mai poate rosti cuvinte, creierul continuă să genereze modele electrice specifice în momentul în care încearcă să vorbească.

Aceste semnale sunt înregistrate de dispozitiv și analizate cu ajutorul unui model de învățare automată, un tip de inteligență artificială capabil să identifice tipare în cantități mari de date. Scopul este ca sistemul să transforme activitatea cerebrală în text sau voce sintetizată, fără ca utilizatorul să fie nevoit să apese butoane sau să folosească alte metode de control.

Cofondatorul companiei Fluent, specialistul în inginerie biomedicală Tim Mahoney, a explicat că fiecare mișcare a gurii și a maxilarului produce un model electric distinct în cortexul motor, iar aceste modele apar inclusiv atunci când o persoană încearcă să vorbească fără a putea articula cuvintele. Dispozitivul urmărește să înregistreze aceste semnale și să indice mesajul pe care pacientul încearcă să îl transmită.

Primele teste au oferit rezultate promițătoare în condiții de laborator

În cadrul cercetărilor, oamenii de știință au analizat calitatea semnalelor electrice înregistrate cu electrozi plasați sub scalp și au constatat că acestea sunt comparabile cu cele obținute prin metode mai invazive.

Tehnologia a fost testată preliminar în laboratoarele Aikenhead Centre for Medical Discovery din cadrul Spitalului St. Vincent din Melbourne. Participanții au purtat pe scalp 144 de electrozi, care au înregistrat activitatea cerebrală în timp ce vorbeau, mimau sau își imaginau că rostesc diferite expresii.

Pe baza acestor date, cercetătorii au creat cea mai mare bază de date de acest tip în limba engleză și au colaborat ulterior cu o echipă din Japonia care deținea un set și mai extins de informații.

Folosind aceste date, modelul de inteligență artificială a identificat corect expresia dorită dintre 128 de variante posibile în 96% dintre cazuri. Cercetătorii atrag însă atenția că rezultatele au fost obținute în condiții controlate de laborator și reprezintă o etapă preliminară a proiectului.

Studiile clinice vor începe în acest an pentru evaluarea siguranței și eficienței

Următoarea etapă o reprezintă testarea electrozilor implantabili ai sistemului Fluent în cadrul studiilor clinice programate să înceapă în cursul acestui an.

Potrivit echipei de dezvoltare, până acum se considera că un nivel similar de performanță poate fi obținut doar prin implantarea electrozilor în interiorul craniului. Noul sistem urmărește să ofere rezultate comparabile printr-o procedură mai puțin invazivă, cu un profil de siguranță comparat de dezvoltatori cu cel al implanturilor cohleare utilizate pentru tratarea anumitor forme de surditate.

Specialiștii consideră că, dacă rezultatele vor fi confirmate în studiile clinice, această tehnologie ar putea oferi pe termen lung o nouă metodă de comunicare pentru persoanele afectate de boli neurologice care le-au răpit capacitatea de a vorbi.