Například po mrtvici už mnoho lidí nemůže mluvit, ale počítače by měly umět zhudebnit – vymyšlená – slova ochrnutých lidí. Vědci představují dva slibné přístupy, co umožňují těmto lidem mluvit, které však nejsou široce použitelné.
Rozhraní mozek-počítač by mělo umožnit lidem znovu mluvit například po mrtvici. Dva takové přístupy představují dvě výzkumné skupiny v časopise ,,Nature“. V jedné studii dokázala pacientka prostřednictvím svých myšlenek vyslovit v průměru 62 slov za minutu. A ve druhé práci žena zvládla 78 slov za minutu. To odpovídá asi poloviční rychlosti mluvení v angličtině, tedy asi 150 slov za minutu. Přestože odborníci pokrok oceňují, upozorňují, že metodika je experimentální a zatím není široce použitelná.
V jedné studii skupina vedená Francisem Willettem ze Stanfordské univerzity v Kalifornii léčila pacienta trpícího neurologickým onemocněním amyotrofická laterální skleróza (ALS). Ta vede k progresivní svalové paralýze, která také ovlivňuje řeč.
Co umožňuje lidem mluvit po prodělané progresivní svalové paralýze?
Vědci implantovali čtyři mikroelektrodová pole do oblastí velkého mozku, které se spojují s řečí. Takto naměřené mozkové aktivity se přenášely kabelem do počítačového systému, který signály převáděl na zápis.
Pacientka se systémem trénovala asi dvakrát týdně mluvením předem definovaných textů v mysli – vědci systém, co jí umožňuje takto mluvit, přizpůsobili vzorcům jejího mozku. Po čtyřech měsících byla žena schopna vyslovit 62 slov za minutu jen tím, že na ně myslela. Tato rychlost převyšuje předchozí systémy více než třikrát, říkají.
I druhá studie týmu vedeného Edwardem Changem z Kalifornské univerzity v San Franciscu vychází z případové studie. Žena po mrtvici ztratila schopnost mluvit. Vědci u ní použili metodu elektrokortikografie: Mozkové signály, co umožňují takto pracovat s pacienty, se měří přímo na povrchu mozku, aniž by se do mozku musely zavádět jehly, jako je tomu u mikroelektrodových polí. Měřící elektrody se však musí při metodě aplikovat na větší plochu velkého mozku.
Changova skupina dekódovala signály, které se vysílají z mozku do svalových skupin zapojených do řeči. K rozpoznání slov se zaměřila také na 39 zvukových jednotek, tzv. fonémů. Rozpoznávání slov by se mělo urychlit.
Mluvčího aktu se nakonec ujal avatar na obrazovce. V reálném čase pohybuje ústy a rty podle dekódovaných zvuků. K modulaci řeči použili vědci zvukovou nahrávku řeči, kterou pacientka pronesla na své svatbě. To jim umožnilo rekonstruovat původní ženský hlas. Svými myšlenkami žena v experimentu s avatarem vyjádřila tři různé výrazy obličeje ve třech různých intenzitách: šťastný, smutný a překvapený.
Slovní chybovost kolem čtvrtiny
Mezitím mluvení nefunguje bezchybně ani v jednom z experimentů. Pacient ze studie Edwarda Changa dosáhl v průměru 78 slov za minutu – ale chybovost slov byla čtvrtinová s velikostí slovní zásoby 1 024 slov. Tým ze Stanfordu dosáhl u svého pacienta o něco nižší chybovosti těsně pod 24 % se slovní zásobou 125 000 slov.
Systém má ještě hodně daleko k zařízení, které mohou lidé používat v každodenním životě, zdůrazňuje Francis Willett, hlavní autor stanfordské studie. ,,Ale je to velký krok vpřed v obnovení rychlé komunikace ochrnutým lidem, kteří nemohou mluvit.“
V doprovodném komentáři „Příroda“ dva nezávislí odborníci píší o „významném pokroku v neurovědeckém a neurotechnickém výzkumu“. Upozorňují však také na velmi zásadní omezení. Počítače zatím dokázali obsluhovat pouze výzkumníci, zařízení je stále velmi experimentální. Zda by se dal natrénovaný algoritmus použít i u jiných pacientů, zůstává otevřenou otázkou – vždyť experimenty se prováděly pouze na jednotlivcích.
,,Ještě je dlouhá cesta“
Surjo Soekadar, vedoucí pracovní skupiny pro klinické neurotechnologie v Berlínské Charité, hovoří o milníku ve vývoji rozhraní mozek-počítač. Ale také zdůrazňuje, že tito dva pacienti byli pro studie speciálně vybráni. ,,Ještě je třeba ujít dlouhou cestu, než bude myslitelné široké použití těchto technologií.“
Ačkoli byly přístupy v současné době testovány pouze na jednotlivých lidech, „studie ukazují, že by bylo možné rozšířit tyto systémy na další pacienty,“ řekl Thorsten Zander z Braniborské technické univerzity Cottbus-Senftenberg. Upozorňuje, že tito pacienti by také museli projít tréninkovou fází, aby byli schopni přizpůsobit technologii svým individuálním potřebám. ,,Dále zbývá individuálně posoudit, zda přínos pro pacienta ospravedlní poškození mozkové tkáně implantací.“
Zdroj: spiegel, Vapol
