Впервые ученым из Германии, США и Китая удалось наладить коммуникацию с полностью парализованными людьми, которые не могут даже моргать. Сделать это удалось с помощью нейрокомпьютерного интерфейса – технологии для обмена информацией между мозгом и компьютером. Отчет об исследовании опубликован в журнале PLOS One, а мы объясняем, как работает революционное устройство и чем оно отличается от знаменитого генератора речи Стивена Хокинга.

Нейродегенеративные заболевания вызывают постепенную гибель клеток головного и спинного мозга. Боковой амиотрофический склероз (БАС) поражает двигательные нейроны и является одной из самых тяжелых болезней этой категории. Он неизлечим, а его неуклонный прогресс лишает пациентов возможность двигаться, говорить и дышать. При этом БАС не влияет на умственные способности, и человек, потерявший все средства коммуникации с окружающим миром, остается буквально запертым в собственном теле.


БАС не влияет на умственные способности, и человек остается буквально запертым в собственном теле.


Ранее нейрокомпьютерный интерфейс уже помогал наладить коммуникацию с обездвиженными людьми, сохранившими контроль над глазодвигательными мышцами. Но как быть с пациентами, которые не могут и этого?

Ученые провели эксперимент с участием 4 полностью парализованных пациентов на поздних этапах БАС (женщины в возрасте 76, 68 и 24 лет и 61-летний мужчина). Поговорить с ними удалось с помощью МРТ, электроэенцефалографии и инфракрасной спектроскопии. Участникам задавали простые вопросы, предполагающие ответы «да» и «нет». В  зависимости от положительной или отрицательной реакции скорость кровотока, электрическая активность мозга и уровень насыщения кислородом в головном мозге менялись.

Сначала исследователи попросили пациентов ответить на вопросы с заранее известными ответами: «Вы родились в Берлине?», «Вашего мужа зовут Иоахим?», «Париж – столица Германии?», «Париж – столица Франции?». Точность ответов составила 70%, и ученые перешли к более сложным вопросам, например «Вы счастливы?» Чаще всего больные положительно отзывались о качестве своей жизни, что было крайне важным для их семей.

В общей сложности пациенты прошли 46 сеансов с участием НКИ и ответили на 200 вопросов.  Семья одного больного уже использует устройство на постоянной основе.

Во время эксперимента не обошлось и без курьезных случаев. Дочь 61-летнего пациента спросила, одобряет ли он ее брак с бойфрендом Марио. Мужчина ответил отрицательно 9 раз из 10.

Теперь исследователи намерены усовершенствовать систему, помогая пациентам общаться более активно.

Чем это устройство отличается от генератора речи Стивен Хокинга?

Британский физик Стивен Хокинг – самый известный в мире пациент с БАС. Сегодня в его теле сохраняется активность одной мимической мышцы, которую он использует как клавишу эксклюзивного компьютера АСАТ, разработанного инженерами компании Intel. Датчик, улавливающий движения щеки, прикреплен к очкам Хокинга. Ученый напрягает мышцу в щеке, система просматривает список символов и опций, а он выбирает необходимые символы или операции. Эта практика требует огромного терпения и моральных усилий.

Система также предсказывает, какое слово в предложении может быть следующим. Если Стивен Хокинг пишет «черная», компьютер предлагает подставить к нему слово «дыра». 

Вам будет интересно: