Sparaliżowany po udarze mężczyzna „przemówił” dzięki nowatorskiej neuroprotezie mowy - portal DOZ.pl
Sparaliżowany po udarze mężczyzna „przemówił” dzięki nowatorskiej neuroprotezie mowy
Justyna Piekara

Sparaliżowany po udarze mężczyzna „przemówił” dzięki nowatorskiej neuroprotezie mowy

Problemy z mową i komunikacją po udarze występują często w przypadku tego urazu mózgu. Anartria, czyli zespół zaburzeń oddechowo-fonacyjno-artykulacyjnych występujący właśnie w tym przypadku jest wywołany uszkodzeniami ośrodków i/lub dróg unerwiających aparat mowy. Przez wiele lat problem ten był nierozwiązywalny, a metody komunikacji osoby chorej opierały się jedynie na literowaniu. Obecne rozwiązanie polega na generowaniu płynnych komunikatów, które pozwalają na tworzenie całych zdań w oparciu o 50 słów. Na czym polega nowatorska metoda  z wykorzystaniem neuroprotezy? Odpowiedź znajduje się w artykule.

Kim jest pacjent Pancho?

Pacjent, który utracił zdolność artykulacji mowy oraz zmaga się ze spastycznym niedowładem czterokończynowym, spowodowanym udarem pnia mózgu, chcąc chronić swoją prywatność, przybrał pseudonimem Pancho. Niegdyś, aż do poważnego wypadku samochodowego, był pracownikiem terenowym w winnicy. W wielu 20 lat doświadczył udaru pnia mózgu, który prawdopodobnie został spowodowany pooperacyjnym zakrzepem krwi.

38-letni dziś Pancho, samodzielnie zgłosił się na ochotnika do testowania urządzenia opracowanego przez neurochirurga Edwarda Cheunga i jego współpracowników, stając się pierwszym uczestnikiem programu badawczego BRAVO1 (ang. Brain-Computer Interface Restoration Arm and Voice 1). Zanim umożliwiono mu korzystanie z innowacji, mężczyzna porozumiewał się, używając wskaźnika przyczepionego do czapki baseballowej, którym wskazywał litery na ekranie. Przypadek został dokładniej opisany w „New England Journal of Medicine”.

Jak powstawała pierwsza „neuroproteza mowy”?

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco (UCSF), zanim przystąpili do prac nad neuroprotezą mowy, wcześniej spędzili wiele lat na obserwacji pacjentów i na mapowaniu obszaru mózgu, która jest związana z mową. Badacze tymczasowo umieszczali elektrody w mózgach ochotników poddawanych operacji padaczki i dopasowywali aktywność mózgu do mówionych słów.

Tym razem wszczepili do mózgu prostokątny arkusz, składający się 128. Elektrod. Był on przeznaczony do wykrywania sygnałów z procesów sensorycznych i motorycznych związanych z mową, połączonych z ustami, wargami, szczęką, językiem i krtanią ochotnika. Wykorzystali tzw. algorytmy głębokiego uczenia maszynowego, które są jednymi z najbardziej zaawansowanych. Potrafią one naśladować sieci neuronowe, w celu stworzenia modeli obliczeniowych oraz wykrywania i klasyfikacji słów na podstawie aktywności mózgu.

Dotychczasowe narzędzia do komunikacji dla osób z anartrią były ograniczone jedynie do literowania. Przełomowość obecnego rozwiązania polega na tym, że dzięki odczytowi sygnałów płynących z mięśni aparatu mowy pacjenta, generowane komunikaty stały się płynniejsze, obejmowały całe słowa, a z czasem także zdania.

Przetwarzanie impulsów i wyświetlenie odczytu na ekranie trwa w prawdzie nieco dłużej, niż zajęłoby wypowiedzenie konkretnego pojedynczego słowa przez człowieka bez dysfunkcji mowy, niemniej czas, w jakim pojawia się ono na ekranie, jest krótki i zajmuje około 3–4 sekundy.

W ciągu 50. sesji trwających 81 tygodni komputer analizował wzorce, kiedy pacjent podejmował próbę wypowiedzenia różnych słów, aż w końcu był w stanie odróżnić 50 słów podstawowych, które pozwalały utworzyć ponad 1000 zdań. W prawie połowie z 9000 prób, gdy Pancho próbował wypowiedzieć pojedyncze słowa, algorytm zrobił to dobrze. Kiedy w końcu przeszedł do interpretowania całych zdań, radził sobie jeszcze lepiej.

Polecane dla Ciebie

Jaki będzie kolejny krok w leczeniu zaburzeń mowy?

Zespół zapowiada kontynuację pracy i doskonalenie szybkości, dokładności i zakresu słownictwa urządzenia. Naukowcy planują poszerzyć badania i zaprosić do współpracy kolejnych uczestników. Będą dążyć do umożliwienia bardziej naturalnej komunikacji osobom, które utraciły mowę z powodu urazu lub choroby. W dalszej perspektywie planują stworzyć rozwiązanie, które umożliwi użytkownikom komunikowania się nie tylko za pomocą tekstu, ale także głosem generowanym komputerowo.

  1. Moses D. A. i in., Neuroprosthesis for Decoding Speech in a Paralyzed Person with Anarthria, „The New England  Journal of Medicine", 202 (385) 2021.
  2. P. Belluck, Tapping Into the Brain to Help a Paralyzed Man, „nytimes.com” [online], https://www.nytimes.com/2021/07/14/health/speech-brain-implant-computer.html, [dostęp:] 15.07.2021.
  3. Paralyzed man’s brain waves turned into sentences on computer in medical first, “theguardian.com” [online], https://www.theguardian.com/science/2021/jul/15/paralyzed-man-brain-waves-sentences-computer-research, [dostęp:] 15.07.2021.
  4. P. Belluck, Tapping Into the Brain to Help a Paralyzed Man Speak, “nytimes.com” [online], https://www.nytimes.com/2021/07/14/health/speech-brain-implant-computer.html, [dostęp:] 15.07.2021.

Twoje sugestie

Dokładamy wszelkich starań, aby podane zdjęcie i opis oferowanych produktów były aktualne, w pełni prawidłowe oraz kompletne. Jeśli widzisz błąd, poinformuj nas o tym.

Zgłoś uwagi Ikona

Polecane artykuły

  • W jaki sposób dieta wpływa na komórki nowotworowe?

    To, co jemy i pijemy, może wpływać na nasze zdrowie na wiele sposobów. Naukowcy z Massachusetts Institute of technology (MIT) dowodzą, że interwencje dietetyczne mogą pomóc spowolnić wzrost nowotworów. Według ekspertów przyczynia się do tego niski indeks glikemiczny spożywanych pokarmów.  

  • Mikroorganizmy jelitowe mają wpływ na zdrowie psychiczne dzieci

    Oś mózgowo-jelitowa jest siecią neuronów, które łączą centralny układ nerwowy z przewodem pokarmowym. Komunikacja między tymi dwoma układami następuje dwukierunkowo na drodze hormonalnej, nerwowej, metabolicznej i immunologicznej.  Jednym z kluczowych elementów tej współpracy jest mikroflora jelitowa, na której stan wpływa szereg czynników. Według najnowszych badań naukowych zaburzenia mikroflory jelitowej mogą być przyczyną problemów natury behawioralnej u dzieci.  

  • Naukowcy z Gdańska opracowali precyzyjną metodę identyfikacji bakterii z rodzaju Staphylococcus

    Naukowcy z Politechniki Gdańskiej i Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego opracowali sposób na określenie gatunku bakterii z rodzaju gronkowców. Szerokie wykorzystanie antybiotyków sprawiło, że drobnoustroje wytworzyły różne mechanizmy ochronne i uodparniały się na działanie leków. Dokładna znajomość patogenu jest pomocna przy wyborze terapii i może poprawić efektywność leczenia.

  • Czym jest 1-MNA? Jak może pomóc pacjentom wracającym do zdrowia po infekcji SARS-CoV-2?

    Wstępne badania wykazały, że podawanie suplementu zawierającego 1-MNA, pozyskiwanego w łódzkich laboratoriach firmy Pharmena, może poprawiać wydolność pacjentów zmagających się z objawami tzw. długiego Covid-u.

  • Konferencja „Choroby zakaźne 2021”. Jak eksperci podsumowują poprzedni rok?

    Specjaliści podkreślają, że choroby zakaźne wymagają stałego nadzoru epidemiologicznego. Chociaż w ostatnim czasie za sprawą panującej pandemii COVID-19 przyćmił inne schorzenia, to nie można o nich zapominać. Na konferencji „Choroby zakaźne 2021”, która odbyła się pod koniec listopada, eksperci podsumowali, z jakimi problemami przyszło zmagać się lekarzom i pacjentom w ciągu poprzedniego roku.

  • Terapia fagowa – wykazuje potencjał w leczeniu szigelozy

    Wraz z rosnącą opornością bakterii na antybiotyki rośnie zainteresowanie alternatywami metodami leczenia, takimi jak terapia fagowa. Na czym ona polega? W jaki sposób może pomóc w leczeniu infekcji wywołanej przez bakterie z rodziny Shigella?

  • Zidentyfikowano nowy cel w leczeniu gruźlicy

    Prątki gruźlicy (łac. Mycobacterium tuberculosis) są poważnym zagrożeniem z perspektywy zdrowia publicznego. W przypadku infekcji leczenie antybiotykami jest możliwe, ale zazwyczaj trudne i długotrwałe. Lekooporne szczepy stały się problemem w wielu regionach świata. Z tego powodu poszukuje się nowych terapii, które będą eliminować patogen poprzez nowe mechanizmy.

  • Szczepinka senolityczna. Powstaje eksperymentalny preparat przeciw starzeniu się

    „Szczepionka na starość" coraz bliżej? Według najnowszych wyników badań japońskiego zespołu naukowców udało się wyeliminować starzejące się komórki z ciał myszy, dzięki czemu ich życie się wydłużyło. Zatrzymano także rozwijającą się chorobę cywilizacyjną związaną z wiekiem – miażdżycę.  Na czym polegał ten projekt i kiedy szczepionka przedłużająca życie będzie mogła być podawana ludziom?

Porozmawiaj z farmaceutą
Infolinia: 800 110 110

Zadzwoń do nas jeśli potrzebujesz porady farmaceuty.
Jesteśmy dla Ciebie czynni całą dobę, 7 dni w tygodniu, bezpłatnie.

Pobierz aplikację mobilną Pobierz aplikację mobilną Doz.pl

Ikona przypomnienie o zażyciu leku.
Zdarza Ci się ominąć dawkę leku?

Zainstaluj aplikację. Stwórz apteczkę. Przypomnimy Ci kiedy wziąć lek.

Dostępna w Aplikacja google play Aplikacja appstore
Dlaczego DOZ.pl
Niższe koszta leczenia

Darmowa dostawa do Apteki
Bezpłatna Infolinia dla Pacjentów.

ikona niższe koszty leczenia
Bezpieczeństwo

Weryfikacja interakcji leków.
Encyklopedia leków i ziół

Ikona encklopedia leków i ziół
Wsparcie w leczeniu

Porady na czacie z Farmaceutą.
E-wizyta z lekarzem specjalistą.

Ikona porady na czacie z farmaceutą
Newsletter

Bądź na bieżąco z DOZ.pl

Ważne: Użytkowanie Witryny oznacza zgodę na wykorzystywanie plików cookie. Szczegółowe informacje w Regulaminie.

Zamnij