|
Точный и быстро калибрующийся речевой нейропротез
|
|
|
|
Интерфейсы мозг–компьютер могут обеспечить коммуникацию для людей с параличом, преобразуя активность коры головного мозга, связанную с попытками произнести речь, в текст на экране компьютера. Взаимодействие с интерфейсами мозг–компьютер было ограничено из-за высоких требований к обучению и ограниченной точности.
|
|
|
|
Методы
|
|
|
|
45-летнему мужчине с боковым амиотрофическим склерозом (БАС), тетрапарезом и тяжелой дизартрией, через 5 лет после начала заболевания была проведена хирургическая имплантация четырех матриц микроэлектродов в левую вентральную прецентральную извилину; эти матрицы регистрировали нейронную активность с 256 внутрикортикальных электродов. Мы сообщаем о результатах расшифровки его нейронной активности в коре головного мозга, когда он пытался говорить как в побуждаемом, так и в неструктурированном диалоговом контексте. Расшифрованные слова выводились на экран, а затем озвучивались с помощью программного обеспечения для преобразования текста в речь, разработанного таким образом, чтобы они звучали как его голос до рождения.
|
|
|
Результаты
|
|
|
|
В первый день использования (через 25 дней после операции) нейропротез достиг точности на 99,6% при словарном запасе в 50 слов. Для калибровки нейропротеза потребовалось 30 минут записи на коре головного мозга, пока участник пытался заговорить, с последующей обработкой. На второй день, после 1,4 дополнительных часов системной тренировки, нейропротез достиг точности 90,2%, используя словарь из 125 000 слов. Благодаря дополнительным тренировочным данным нейропротез сохранял точность на 97,5% в течение 8,4 месяцев после хирургической имплантации, и участник использовал его для самостоятельного общения со скоростью примерно 32 слова в минуту в течение более чем 248 часов.
|
|
|
|
Выводы
|
|
|
|
У человека с БАС и тяжелой дизартрией внутрикорковый речевой нейропротез достиг уровня производительности, позволяющего восстановить разговорную речь после непродолжительного обучения.
|
|
|
|
Заявление об обмене данными, предоставленное авторами, доступно вместе с полным текстом этой статьи по адресу NEJM.org. При поддержке премии за пилотное клиническое исследование БАС (AL220043) от Управления помощника министра обороны по вопросам здравоохранения, премии "Новый инноватор" (NIH 1DP2DC021055) от Национального института здравоохранения и Национального института глухоты и других расстройств коммуникации, стипендии для докторантуры, финансируемой A.P. Фонд Джаннини, грант (872146 SPI) от Коллаборации Саймонса в поддержку глобального мозга, стипендиальная программа Серла, Фонд Берроуза Уэллкома, Калифорнийский университет в Дэвисе, грант (NIH U01DC017844) от Национального института глухоты и других расстройств коммуникации, грант (A2295-R) от Международного центра изучения глухоты и других коммуникативных расстройств. Служба исследований и разработок в области реабилитации Департамента по делам ветеранов, Медицинский институт Говарда Хьюза и Институт неврологии У Цая при Стэнфордском университете.
|
|
Формы для раскрытия информации, предоставленные авторами, доступны вместе с полным текстом этой статьи по адресу NEJM.org.
|
|
|
|
Источник
|
