Ученые нашли возможность общаться с парализованными пациентами, потерявшими способность говорить

Нейробиологам и нейрохирургам из Калифорнийского университета в Сан-Франциско впервые удалось продемонстрировать, как намерение человека сказать конкретные слова можно извлечь из речевых сигналов его головного мозга и преобразовать в письменный текст, причем практически со скоростью естественного человеческого разговора.

На сегодняшний день парализованные люди имеют возможность общаться лишь с помощью устройств, улавливающих движение глаз и мышечные сокращения для управления виртуальной клавиатурой. Возглавивший эксперимент нейрохирург Эдвард Чан отметил, что подобные речевые протезные системы, к сожалению, не позволяют коммуницировать в режиме реального времени.

В исследовательском проекте, результаты которого были опубликованы в журнале Nature, приняли участие пациенты, страдающие эпилепсией и нуждающиеся в связи с этим в нейрохирургических операциях. За неделю до оперативных вмешательств, чтобы определить местонахождение судорожных очагов, пациентам на поверхность мозга были имплантированы электроды, регистрирующие мозговую активность.

Каждому из пациентов были заданы 9 вопросов и каждым из них прочитан список из 24 возможных вариантов ответов на них. Вопросы были об их музыкальных предпочтениях и самочувствии, о том, насколько комфортны температура и освещенность в комнате, где они нахятся, когда бы они хотели в следующий раз быть осмотрены врачом и т.п. Нейронная активность мозга пациентов регистрировалась и тогда, когда они слушали задаваемые вопросы, и тогда, когда они читали список ответов. 

На основании полученных данных учеными были выявлены последовательности возбуждения нейронов мозга, характерные для каждого из вопросов и ответов – так называемые «паттерны нейронной активности». Затем специально обученная компьютерная система по мозговой активности пациента могла практически мгновенно с точностью в 76% распознать, какой именно вопрос он услышал, а с точностью в 61% – какой ответ собирается на него дать.

И хоть в этом эксперименте был использован весьма скромный словарный запас, исследователи считают, что если подобные системы обучать с помощью больших объемов устной речи, то их можно будет использовать для эффективной коммуникации с парализованными пациентами, лишенными способности разговаривать.