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.

Mężczyźnie, który został sparaliżowany na skutek udaru, wszczepiono specjalny implant umożliwiający przekazywanie do komputera sygnałów generowanych aktywnością jego mózg. Dzięki nowej technologii fale mózgowe mogą być dekodowane i przekształcane w zdania, które są wyświetlane na monitorze. To kolejny przełom w pracach nad metodami komunikacji wspomaganej, dający nadzieję na poprawę jakości życia osób z anartrią (zaburzenie mowy objawiające się niemożnością tworzenia artykułowanych dźwięków) oraz stwardnieniem zanikowym bocznym.

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

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