Tulburările de vorbire sunt frecvente în numeroase boli neurologice şi pot afecta profund capacitatea unei persoane de a comunica. În formele avansate ale unor afecţiuni precum scleroza laterală amiotrofică (boala neuronului motor) sau scleroza multiplă, pacienţii îşi pot pierde complet posibilitatea de a vorbi, iar opţiunile disponibile pentru comunicare sunt încă limitate.
În prezent, multe persoane care nu mai pot vorbi folosesc planşe cu litere, cuvinte sau simboluri, precum şi dispozitive care permit selectarea acestora prin atingere ori prin mişcarea ochilor. Deşi în ultimii ani au fost dezvoltate interfeţe creier-computer capabile să transforme activitatea cerebrală în cuvinte, majoritatea necesită implantarea unor electrozi în interiorul craniului, intervenţii care sunt invazive şi costisitoare.
O companie desprinsă din Universitatea din Melbourne dezvoltă o alternativă cu risc mai redus.
Dispozitivul este conceput pentru a fi introdus sub scalp, dar în exteriorul craniului, evitând astfel intervenţiile neurochirurgicale complexe.
Potrivit dezvoltatorilor, dispozitivul este poziţionat deasupra cortexului motor, regiunea cerebrală care controlează mişcările implicate în vorbire. Atunci când o persoană vorbeşte sau încearcă să vorbească, această zonă generează modele specifice de activitate electrică. Cercetătorii urmăresc să înregistreze aceste semnale şi să le transforme în cuvinte.
„Dacă ne imaginăm semnalele electrice ca pe nişte coduri QR, fiecare mişcare a gurii şi a maxilarului produce un model diferit în cortexul motor. Aceste modele apar şi atunci când o persoană cu tulburări de vorbire încearcă să vorbească. Dispozitivul nostru le poate înregistra în succesiune şi poate indica ceea ce persoana încearcă să spună”, a explicat dr. Tim Mahoney, specialist în inginerie biomedicală, cofondator al companiei Fluent.
Echipa dezvoltă în paralel un model de învăţare automată (machine learning), un tip de inteligenţă artificială (AI) care identifică tipare în cantităţi mari de date. Acesta este antrenat să transforme activitatea cerebrală în text sau în voce sintetizată, astfel încât persoanele care nu mai pot vorbi să poată comunica fără să apese butoane sau să folosească alte dispozitive de control.
În cadrul cercetării sale de doctorat, dr. Mahoney a arătat că semnalele electrice înregistrate cu electrozi plasaţi sub scalp au o calitate comparabilă cu cele obţinute prin înregistrări realizate la suprafaţa scalpului. Aceste rezultate sugerează că dezvoltarea dispozitivului poate continua fără a recurge la implantarea electrozilor în interiorul craniului.
Tehnologia a fost evaluată preliminar în studii la oameni desfăşurate în laboratoare protejate electromagnetic din cadrul Aikenhead Centre for Medical Discovery, la Spitalul St. Vincent din Melbourne. Participanţii au purtat pe scalp 144 de electrozi, care au înregistrat activitatea cortexului motor în timp ce vorbeau, mimau sau îşi imaginau că rostesc diferite expresii.
Pe baza acestor înregistrări, cercetătorii au construit cea mai mare bază de date în limba engleză de acest tip. Ulterior, au colaborat cu o echipă din Japonia care deţinea un set şi mai mare de date. Folosind aceste informaţii, modelul de AI a identificat corect expresia dorită dintre 128 de variante posibile în 96% dintre cazuri.
Cercetătorii subliniază că această performanţă a fost obţinută în condiţii controlate de laborator şi reprezintă o etapă preliminară în dezvoltarea tehnologiei.
Studiile clinice care vor evalua electrozii implantabili ai sistemului Fluent sunt programate să înceapă în cursul acestui an.
Potrivit dezvoltatorilor, până acum se considera că un nivel similar de performanţă poate fi obţinut doar cu electrozi implantaţi în interiorul craniului. Noul dispozitiv urmăreşte să ofere rezultate comparabile printr-o procedură mai puţin invazivă, cu un profil de siguranţă pe care echipa îl compară cu cel al implanturilor cohleare utilizate în tratamentul anumitor forme de surditate.
Specialiştii consideră că dezvoltarea acestei tehnologii ar putea contribui, pe termen lung, la creşterea autonomiei persoanelor cu boli neurologice severe. Totuşi, eficienţa şi siguranţa dispozitivului vor trebui confirmate în studiile clinice aflate în pregătire.
Medikatv.ro
