Новое устройство возвращает немым способность говорить

Научная группа Университета Дьюка совершила прорыв в области помощи людям, утратившим способность к речи из-за неврологических заболеваний. Исследователи создали устройство, преобразующее мозговые сигналы в слова, что может значительно улучшить коммуникацию пациентов с боковым амиотрофическим склерозом или синдромом блокировки, которые нарушают функции речи.

Текущие устройства для таких пациентов крайне неудобны, работают медленно и часто неэффективны. Протез речи от Университета Дьюка позволяет декодировать слова со скоростью до 78 слов в минуту при обычной скорости речи в 150 слов в минуту.

Преодолеть технические ограничения удалось благодаря 256 микроскопических датчиков мозга, расположенным на куске гибкого медицинского пластика размером с почтовую марку. Датчики способны фиксировать активность отдельных нейронов и транслировать её в понятные речевые сигналы.

Испытуемые слушали последовательность звуков, не несущих смысловой нагрузки, после чего повторяли их вслух. В это время специальное устройство отслеживало активность мозга в области, контролирующей речь, фиксируя синхронизацию движений почти 100 мышц, задействованных в процессе артикуляции: движения губ, языка, нижней челюсти и гортани.

В экспериментах участвовали пациенты, которым предстояло хирургическое вмешательство по другим причинам. Во время операций на головном мозге исследователи тестировали прототип устройства, фиксируя мозговую активность во время речи. Результаты испытаний оказались обнадёживающими, несмотря на некоторые трудности с распознаванием звуков, особенно когда они были похожи. В среднем точность декодирования составила 40%.

Хотя точность в 40% может выглядеть не столь значительной, она достойна восхищения, учитывая, что стандартные методы преобразования речевых сигналов мозга требуют обработки данных в течение нескольких часов, а то и дней. В контрасте с этим, метод Университета Дьюка продемонстрировал свою эффективность, используя всего 90 секунд аудиоданных, собранных за 15 минут испытания.

Учёные также планируют создать беспроводную версию устройства, разработка которой стала возможна благодаря гранту в размере $2,4 млн. Технология даст пациентам свободу движения и избавит от необходимости нахождения вблизи источника питания. Исследователи находятся на пути к созданию речевого протеза, который сможет работать близко к естественной скорости речи, и планы по его разработке уже чётко определены.