Уявіть, що ви не можете поворухнутися і майже не здатні вимовити жодного зрозумілого слова, але при цьому у вас в голові — цілі романи думок. Саме так живе Кейсі Гаррелл, і тепер завдяки експериментальному імпланту його мозок знову «говорить» його власним голосом, розповідає ScienceAlert.
Цифровий голос, максимально схожий на той, що був у Кейсі до хвороби, читає вголос текст, який народжується прямо з його нервової активності. Для родини це звучить так, ніби їм повернули людину, яку наче забрала хвороба, але вона весь цей час залишалась всередині.
Що відомо коротко
- Кейсі Гаррелл має тяжку форму бічного аміотрофічного склерозу (БАС) і майже не може рухатися та говорити.
- У його мозок хірургічно імплантовано нейропротез, який перетворює сигнали від спроби вимови слів на текст у реальному часі.
- За майже два роки він висловив через систему понад 183 000 речень і близько 2 млн слів.
- Середня швидкість його спілкування — близько 56 слів за хвилину, що набагато швидше, ніж на початку використання пристрою.
- Система має режим конфіденційності, який дозволяє Кейсі залишати частину думок лише при собі.
Як думки перетворюються на голос
Імплант працює як високоточно налаштований «мікрофон» усередині мозку. У певну зону вживлено масиви електродів, які фіксують нервову активність, коли людина намагається щось вимовити, навіть якщо губи й язик уже не можуть рухатися.
Ці електричні «шепоти» мозку автоматично зчитує зовнішній декодер мовлення. Він перетворює їх на текст, який у реальному часі з’являється на екрані комп’ютера. Далі вже синтезатор озвучує цей текст голосом, що спеціально налаштований, аби бути схожим на довоєнний, «дохворобний» голос Кейсі.
Сам екран Кейсі контролює поглядом. Його очі рухаються, наче курсор миші: біле коло на моніторі показує, куди він дивиться. «Клік» здійснюється не натисканням кнопки, а думкою — системою, що розрізняє сигнал наміру.
Як живе людина з імплантом мозок-комп’ютер
Щоранку пристрій потрібно налаштувати, і в цьому допомагає доглядач. Але потім декодер, закріплений на мобільному візку, буквально супроводжує Кейсі протягом дня, наче невелика пересувна станція перекладу його думок у слова.
Завдяки цьому він може самостійно надсилати електронні листи й повідомлення, користуватися інтернетом і навіть зберігати повну зайнятість на роботі. За оцінками дослідників з Каліфорнійського університету в Девісі, за час участі в випробуванні Кейсі напрацював найбільший набір записів мозкової активності: понад 400 днів практики та більше 3 800 годин роботи із системою.
Поступово інтерфейс став для нього настільки звичним, що тепер Гаррелл може користуватися ним майже повністю самостійно, вдома, без постійної присутності дослідників.
Голос, що повертає спогади
Найсильніший ефект цієї технології — навіть не в кількості сказаних слів, а в тому, як вони звучать. Цифровий голос було спеціально підібрано так, щоб він нагадував звучання Кейсі до розвитку БАС.
Через систему він поділився, що для нього «дуже солодко» мати можливість дивитися в очі дружині, коли вона чує саме той голос і в її пам&rsquoяті спливають теплі спогади. А ще — пояснити доньці, яка майже не пам&rsquoятає, як тато говорив раніше, і нагадати їй, як він колись звучав.
Гаррелл описує, що ця технологія дає йому змогу «робити так багато і залишатися прив&rsquoязаним до свого життя як людської істоти». Він підкреслює, що тепер його життя — більш насичене подіями, спілкуванням з друзями, родиною й колегами, і жодна інша технологія не дозволяла йому настільки природно передавати свої думки.
Наскільки точна система та чи є у ній «вимикач»
За словами самого Кейсі, коли він висловлюється через систему, програма правильно або принаймні переважно точно інтерпретує його думки у близько 92 % випадків. Це означає, що переважну більшість часу він не бореться з комп&rsquoютером, а справді розмовляє через нього.
Дуже важливо, що Гаррелл залишається господарем не лише своїх слів, а й своєї тиші. У системі є режим «конфіденційності», який він може увімкнути, якщо хоче залишити деякі думки при собі. Дані з таких сесій не зберігалися і не використовувалися для тренування алгоритмів розпізнавання мовлення.
Іноді, розповідають дослідники, Кейсі міг користуватися системою до 12 годин поспіль, спілкуючись тоді, коли йому зручно, а не лише в межах лабораторних сесій.
Крок за межі лабораторії
Нейрохірург Девід Брендман (David Brandman) з Каліфорнійського університету в Девісі, один із керівників дослідження, зазначає, що протягом багатьох років мозково-комп&rsquoютерні інтерфейси залишалися переважно демонстраційними прототипами в суворо контрольованих лабораторіях.
Тепер же історія Кейсі свідчить, що ця межа може бути подолана: людина з паралічем отримала можливість говорити на власних умовах у звичайному житті, вдома. Він бере участь у пілотному клінічному випробуванні BrainGate 2 у США, де дослідники вивчають безпеку та реальні можливості нового типу інтерфейсу мозок-комп&rsquoютер у людей з тяжкими мовними порушеннями або втратою рухливості рук.
Над технологією працювали фахівці з Каліфорнійського університету в Девісі, спільно з експертами з Університету Брауна та Інституту нейронаук Mass General Brigham. Дослідники сподіваються, що досвід Кейсі та ще 26 учасників випробування допоможе їм довести систему до стану, коли нею зможуть користуватися дедалі більше людей.
FAQ
Це вже повністю готова технологія чи ще експеримент?
Інтерфейс, який використовує Кейсі Гаррелл, є частиною пілотного клінічного випробування BrainGate 2. Дослідники поки що перевіряють безпеку і практичну придатність системи, а також удосконалюють алгоритми розпізнавання, спираючись на тривалий досвід користування реальними людьми.
Чому вчені не створили такий імплант раніше?
Потрібно було поєднати кілька складних компонентів: безпечну хірургію мозку, надійні електродні масиви, потужні алгоритми декодування нервової активності та зручні для користувача інтерфейси, як-от керування поглядом. Лише за останні роки ці технології досягли рівня, який дозволяє використовувати систему не лише в лабораторії, а й удома.
Чи може така система «читати» всі думки людини без її згоди?
Описана технологія зчитує не абстрактні думки, а саме мозкову активність, пов’язану з наміром говорити. Крім того, у системі передбачено режим конфіденційності, коли дані не записуються і не використовуються для навчання. Це дає користувачеві змогу контролювати, що саме перетворюється на текст, а що залишається суто його внутрішнім досвідом.
Як це може вплинути на майбутнє спілкування людей з паралічем?
Досвід Кейсі показує, що тривале й відносно автономне використання мозково-комп’ютерного інтерфейсу в реальному житті можливе. Якщо подальші випробування підтвердять безпеку й ефективність, подібні системи можуть стати новим стандартом підтримки спілкування для людей з тяжкими мовними та руховими порушеннями.
🤯 Межа між мовою й думкою стає тоншою, ніж будь-коли: слова, які тіло вже не може вимовити, все ще існують у мозку — і технологія вчиться їх чути. Історія Кейсі Гаррелла показує, що майбутнє медицини та комунікацій не лише про продовження життя, а й про повернення того, що робить нас людьми — нашого голосу, пам’яті й здатності бути почутими.