Нейроінтерфейс нового покоління: пацієнт з БАС передав майже 2 мільйони слів за допомогою сили думки
Досягнення в галузі нейроінтерфейсів виходять на принципово новий рівень. Дослідники з Каліфорнійського університету в Девісі представили результати тривалого домашнього використання мовного BCI-пристрою пацієнтом із бічним аміотрофічним склерозом (БАС). За 19 місяців пацієнт на ім'я Кейсі Гаррелл передав 183 060 речень — це 1 960 163 слова — із середньою швидкістю 56 слів на хвилину. Ключовий момент: система працювала не в стерильних лабораторних умовах, а в повсякденному житті, без постійної присутності дослідників.
Що показало домашнє використання
Гаррелл використовував нейроінтерфейс удома понад 3800 годин. Система стала його основним інструментом для спілкування з родиною, друзями, колегами та лікарями. Він надсилав повідомлення та листи, брав участь у відеодзвінках, користувався інтернетом і зберігав повну зайнятість, незважаючи на параліч. За оцінкою самого пацієнта, 92% речень система декодувала як мінімум «в основному коректно». У формальних тестах, де Гарреллу показували слова на екрані, точність перевищувала 99% при словнику з 125 000 англійських слів. Піковий показник — 99,2%. Після того як помічникам дозволили самостійно підключати та відключати обладнання без присутності дослідників, середній час взаємодії зріс із 3,7 до 9,5 години на день.
Як влаштована система
У 2023 році Гарреллу імплантували чотири масиви мікроелектродів у ліву прецентральну звивину — ділянку мозку, пов'язану з координацією мовлення. Система зчитує сигнали з 256 кортикальних електродів, коли пацієнт намагається говорити. Алгоритм перетворює нейронну активність на ймовірності фонем кожні 80 мс, а потім мовна модель підбирає найбільш імовірну послідовність слів зі словника приблизно на 125 000 слів. Текст виводиться на екран у реальному часі. Після завершення фрази система може озвучити її синтезованим голосом, налаштованим на звучання голосу Гаррелла до хвороби. Для керування комп'ютером пацієнт також використовував декодер курсора. Раніше вважалося, що для мовлення та його руху можуть знадобитися різні зони мозку, але команда показала, що обидва режими можна реалізувати через сигнали з мовної моторної кори.
Від демонстрації до повсякденного інструменту
Команда вже демонструвала високу точність нейроінтерфейсу в лабораторних сесіях. У 2024 році в першій тренувальній сесії тривалістю 30 хвилин система досягла 99,6% точності при словнику з 50 слів. На другий день, після ще 1,4 години налаштування, точність склала 90,2% при словнику в 125 000 слів. Нова робота переносить фокус із контрольованих випробувань на тривале використання в побуті. Це один із ключових кроків до практичних нейроінтерфейсів для людей із тяжкими руховими порушеннями. Співавтор дослідження Сергій Стависький зазначив, що 3800 годин запису мозкової активності під час використання системи стали найбільшим індивідуальним набором даних із роздільною здатністю на рівні окремих нейронів.
Автори підкреслили, що дослідження описує один клінічний випадок. Поки невідомо, наскільки результати можна перенести на інших пацієнтів, зони імплантації, типи електродів та неврологічні стани. Система також залишається експериментальною. Вона використовує дротові з'єднання, вимагає щоденного підключення навченими помічниками та через габарити обладнання підходить лише для домашнього використання.
Мій коментар: Цей прорив демонструє, що нейроінтерфейси переходять із розряду лабораторних курйозів у реальні інструменти для покращення якості життя. Однак, як і у випадку з будь-якими експериментальними технологіями, шлях до масового впровадження буде довгим і потребуватиме вирішення проблем із портативністю, автономністю та калібруванням під індивідуальні особливості мозку.