Взгляд из Германии — Компьютер-мозг позволит заговорить людям, утратившим речь

Удивительно эффективные интерфейсы мозг–компьютер вернули женщинам, перенесшим инсульт, «способность говорить» — даже прежним голосом. Коллеги–исследователи восхищены. Когда появятся системы, пригодные для повседневного использования?

Интерфейсы «мозг–компьютер» должны позволить людям снова говорить, например, после инсульта. Два таких подхода представлены двумя исследовательскими группами в научном журнале «Nature». В одном исследовании пациентка смогла произносить с помощью мыслей в среднем 62 слова в минуту, в другом — женщине удалось произнести даже 78 слов в минуту. Это соответствует примерно половине скорости речи в английском языке, составляющей около 150 слов в минуту.

В одном из исследований группа под руководством Фрэнсиса Уиллетта из Стэнфордского университета в Калифорнии лечила Пэт Беннетт, пациентку, страдающую нервным заболеванием — боковым амиотрофическим склерозом (ALS). Данное заболевание приводит к прогрессирующему параличу мышц, что также сказывается на речи.

Микроэлектроды в мозге

Исследователи имплантировали четыре массива микроэлектродов в участки головного мозга, связанные с речью. Измеренная с их помощью активность мозга передавалась по кабелю в компьютерную систему, которая преобразовывала сигналы в письменную речь.

Примерно два раза в неделю пациентка тренировалась с системой, мысленно произнося заданные тексты, — в процессе исследователи подстраивали систему под особенности ее мозга. Через четыре месяца пациентка смогла произносить 62 слова в минуту, просто думая о них. Эта скорость более чем в три раза превосходит показатели предыдущих систем.

«Для людей, которые не могут говорить, это означает, что они могут оставаться на связи с окружающим миром, возможно, продолжать работать и поддерживать отношения с друзьями и семьей», — уточняет Беннетт.

Работает без операции

Второе исследование, проведенное группой специалистов под руководством Эдварда Чанга из Калифорнийского университета в Сан–Франциско, также основано на конкретном случае: женщина потеряла способность говорить в результате инсульта. Исследователи применили к ней метод электрокортикографии: сигналы мозга измеряются непосредственно на его поверхности без необходимости введения игл в мозг, как это происходит при использовании микроэлектродных массивов. Однако при этом измерительные электроды должны быть наложены на больший участок головного мозга.

Группа Чанга расшифровала сигналы, посылаемые мозгом группам мышц, участвующих в речи. Для распознавания слов они ориентировались на 39 звуковых единиц, так называемых фонем, что должно ускорить распознавание слов.

Реконструкция оригинального голоса

Затем на мониторе появлялся аватар, который в реальном времени двигал ртом и губами в соответствии с расшифрованными