Парализиран мъж с мозъчен имплант проговори на два различни езика

П арализиран мъж, общуващ само с хъркащи и стенещи звуци, проговори на 2 езика. Ето как е станало възможно това: 

Мозъчен имплант е използван за възстановяване на говора на парализиран мъж на родния му испански и английски език. Въпреки че той е научил английски много по-късно в живота си, мозъчно-компютърният интерфейс (BCI) е успял да разбере на кой език се опитва да говори, без да се налага да го програмира предварително - и е възможно това да работи още по-добре при хора, които са били двуезични през по-голямата част от живота си.

(Във видеото може да научите повече за: Компания на Мъск започва разработване на мозъчен имплант)

36-годишният участник в това проучване е станал квадриплегичен (термин в медицината, с който се означава парализа на четирите крайника най-често поради увреждане на гръбначния мозък- бел.ред.) след инсулт, засегнал част от мозъчния ствол.

Невероятно е, че на 30-годишна възраст - след инсулта - той е постигнал свободно владеене на английския език, който е неговият втори език. Това се случва въпреки диагнозата на логопеда за анартрия (загуба на способността за членоразделна (артикулирана) реч поради парализа или пареза на мускулите-бел.ред.). Когнитивните му функции не са засегнати, но той е запазил само малък контрол над гласовия си тракт, достатъчен, за да издава хъркащи и стенещи звуци, но не и думи.

Brain Implant Helps Paralyzed Man To Speak Again – In Two Different Languageshttps://t.co/tqnqM6aV9H

— IFLScience (@IFLScience) May 21, 2024

Мъжът е общувал с помощта на интерфейс, който му е позволявал да изговаря думи с помощта на малки движения на главата, но имплантирането на BCI е имало потенциала да подобри това значително.

В предишни изследвания сме виждали какво трансформиращо въздействие може да има тази технология. Съвсем наскоро изследователите представиха ранна работа по система, която може да помогне за връщането на речта на хора, които нямат физически контрол върху гласа си.

Други системи могат да помогнат на хората да пишат на компютър, като си представят, че пишат на ръка. Дори компанията Neuralink на Елон Мъск се занимава с това, като наскоро имплантира първото си BCI устройство, за което се твърди, че работи като "телепатия".  

Фактът, че участникът в това изпитване е бил двуезичен, добавя още едно ниво на интерес.

"Доколко двуезичната речева продукция се основава на уникална или споделена кортикална активност на различните езици, остава неясно", пишат авторите в статията си.

Това означава, че те не са знаели дали едно устройство ще може да декодира невронната активност по един и същи начин, когато човек се опитва да говори на английски и испански език.

Успешната операция по имплантиране е извършена преди повече от три години. Устройството съдържа решетка от 128 електрода и е прикрепено към повърхността на лявото полукълбо на мозъка на пациента, над области, за които е известно, че са важни за производството на реч. Конектор, вграден в черепа, позволява на устройството да се свърже с компютърна система.

Идеята на импланта е, че той превежда нервната активност, която обикновено сигнализира на мускулите на лицето и гласовия тракт, че се опитвате да кажете определена дума. Съществуват доказателства, че когато научавате втори език, мозъкът ефективно картографира този език върху всички речеви модели, които вече имате от родния си език - следователно авторите предполагат, че общите характеристики между английския и испанския език в мозъка на мъжа могат да позволят на импланта да възпроизвежда всеки от двата езика.

Имплантирането на хардуера обаче е само една част от това. Трябвало да се обучи и софтуерът. Учените започнали с ограничен речник от 51 английски думи, 50 испански думи и три, които били идентични и на двата езика - като прякора на мъжа, Панчо. По време на обучението на участника се показвали думи една по една на екрана, а след това той трябвало да се опита да ги произнесе, за да може системата да се научи да превежда правилно мозъчната му дейност.

За да подпомогнат работата, изследователите използвали напредъка, постигнат в областта на големите езикови модели, като подавали резултатите на системата към GPT2. Това помогнало да се намали процентът на грешките.

След цялото това обучение големият тест бил дали участникът действително може да използва системата, за да проведе разговор, използвайки този предварително обучен речник.

Въпреки ограниченията, свързани с малкия речник и необходимостта от постоянно обучение, за да се калибрира системата на редовни интервали - въпреки че тази система издържа по-дълго от някои други, 48 дни - това е вълнуващ прозорец към това, което може да бъде постигнато с развитието на тази технология. Тя също така допълва знанията ни за това как двуезичието функционира в мозъка.

В идеалния случай подобна система би била още по-гъвкава, за да позволи на потребителите да превключват между езиците дори в рамките на едно и също изречение. Авторите са оптимистично настроени за своята технология и заключават, че тя има "потенциала да възстанови по-естественото общуване на много двуезични хора с парализа, които могат да се възползват от нея".

Не пропускайте най-важните новини - последвайте ни в Google News Showcase