Tel Avivo universiteto ir Tel Avivo Sourasky medicinos centro (Ichilovo ligoninės) mokslininkų atliktas mokslinis proveržis parodė, kad tylus žmogus gali kalbėti tik pasitelkdamas minties galią. Eksperimento metu tylus dalyvis įsivaizdavo sakant vieną iš dviejų skiemenų. Jo smegenyse implantuoti giluminiai elektrodai perduodavo elektrinius signalus į kompiuterį, kuris vėliau įgarsino skiemenis.
Tyrimui vadovavo dr. Ariel Tankus iš Tel Avivo universiteto’s Medicinos ir sveikatos mokslų mokykla ir Tel Avivo Sourasky medicinos centras (Ichilov ligoninė), kartu su dr. Ido Straussu iš Tel Avivo universiteto’s Medicinos ir sveikatos mokslų mokyklos ir Ičilovo ligoninės Funkcinės neurochirurgijos skyriaus direktorius.
Šio tyrimo rezultatai buvo paskelbti žurnale Neurochirurgija. Šie atradimai suteikia vilties, kad žmonės, kurie yra visiškai paralyžiuoti dėl tokių sąlygų kaip ALS, smegenų kamieno insultas ar smegenų sužalojimas, atgaus gebėjimą kalbėti savanoriškai.
„Tyrimo pacientas yra epilepsija sergantis pacientas, kuris buvo paguldytas į ligoninę, kad būtų atlikta epilepsijos židinio rezekcija jo smegenyse“, – aiškina gydytojas Tankus. „Kad tai padarytumėte, žinoma, turite rasti židinio tašką, kuris yra šaltinis ‘trumpas’ kuris siunčia galingas elektrines bangas per smegenis.
„Ši situacija susijusi su mažesniu epilepsija sergančių pacientų pogrupiu, kurie blogai reaguoja į vaistus ir kuriems reikalinga neurochirurginė intervencija, ir dar mažesniam epilepsija sergančių pacientų pogrupiui, kurių įtariamas židinys yra giliai smegenyse, o ne žievės paviršiuje. Norint nustatyti tikslią vietą, elektrodai turi būti implantuojami į gilias jų smegenų struktūras.
„Kai ištinka priepuolis, elektrodai parodys neurologams ir neurochirurgams, kur yra dėmesys, todėl jie galės tiksliai veikti. Moksliniu požiūriu tai suteikia retą galimybę pažvelgti į gyvo žmogaus smegenų gelmes. Laimei, Ičilovo ligoninėje paguldytas epilepsija sergantis pacientas sutiko dalyvauti eksperimente, kuris galiausiai gali padėti visiškai paralyžiuotiems asmenims vėl išreikšti save dirbtine kalba.
Pirmajame eksperimento etape, kai gylio elektrodai jau buvo implantuoti pacientui’smegenyse, Tel Avivo universiteto mokslininkai paprašė jo garsiai ištarti du skiemenis: /a/ ir /e/. Jie užfiksavo smegenų veiklą, kai jis artikuliavo šiuos garsus. Naudodami gilųjį mokymąsi ir mašininį mokymąsi, mokslininkai apmokė dirbtinio intelekto modelius, kad nustatytų konkrečias smegenų ląsteles, kurių elektrinis aktyvumas rodo norą pasakyti /a/ arba /e/.
Kai kompiuteris išmoko atpažinti paciento elektrinio aktyvumo modelį, susijusį su šiais dviem skiemenimis’smegenyse, jo buvo paprašyta tik įsivaizduoti, kad jis sako /a/ ir /e/. Tada kompiuteris išvertė elektrinius signalus ir atitinkamai grojo iš anksto įrašytus /a/ arba /e/ garsus.
„Mano tyrimų sritis yra susijusi su kalbos kodavimu ir dekodavimu, tai yra, kaip atskiros smegenų ląstelės dalyvauja kalbos procese – kalbos kūrime, kalbos klausoje ir kalbos vaizduotėje arba ‘tyliai kalbėdamas,’“ – sako daktaras Tankus.
„Šiame eksperimente pirmą kartą istorijoje sugebėjome susieti kalbos dalis su atskirų ląstelių veikla iš tų smegenų sričių, iš kurių įrašėme. Tai leido atskirti elektrinius signalus, vaizduojančius garsai /a/ ir /e/ Šiuo metu mūsų tyrimas apima du kalbos elementus, du skiemenis.
„Žinoma, mūsų tikslas yra užbaigti kalbą, bet net du skirtingi skiemenys gali padėti visiškai paralyžiuotam žmogui signalizuoti. ‘taip’ ir ‘ne.’ Pavyzdžiui, ateityje bus galima apmokyti kompiuterį ALS sergančiam pacientui, sergančiam ankstyvosiose ligos stadijose, kol jis dar gali kalbėti. Kompiuteris išmoktų atpažinti paciento elektrinius signalus’s smegenys, leidžiančios interpretuoti šiuos signalus net po to, kai pacientas praranda gebėjimą judinti raumenis. Ir tai tik vienas pavyzdys.
„Mūsų tyrimas yra svarbus žingsnis kuriant smegenų ir kompiuterio sąsają, kuri gali pakeisti smegenis’s kontroliuoja kalbos gamybos būdus, leidžiančius visiškai paralyžiuotiems asmenims vėl savanoriškai bendrauti su juos supančia aplinka.