Новый имплантат считывает слова в голове, превращая их в текст

Ученые имплантировали микроэлектроды в область мозга, связанную с выполнением речевых функций. Это позволило распознавать слова, которые пациент произносил мысленно, и напрямую превращать их в понятный текст.

Когда-нибудь интерфейсы «мозг — компьютер» позволят нам напрямую взаимодействовать с электроникой, не пользуясь ни экраном, ни клавиатурой. Но особенно ценны такие разработки для людей с ограниченной подвижностью, парализованных, для которых мозговые имплантаты могут стать единственным окном в мир. Ученые постепенно подбираются к этой цели. Уже существуют устройства, позволяющие писать буквально «силой мысли».

Как правило, они считывают активность нейронов моторной коры, пока пациент мысленно набирает его на клавиатуре или воображает процесс письма от руки. В отличие от этого, новая система требует сконцентрироваться лишь на произнесении слов и сама превращает их в текст, причем на разных языках. Ученые из Калифорнийского технологического института представили ее на проходящей в эти дни ежегодной встрече Американского общества нейронаук.

Система использует устройство, которое имплантируется в левую надкраевую извилину (поле Бродмана 40). Эта область коры ответственна за анализ речи, и ее повреждение приводит к рецептивной афазии — неспособности распознавать слова. Кроме того, она тесно связана с вокализацией, помогая выбирать слова, складывая их в фразы. Именно сюда ученые имплантировали массив Utah, включающий сотню кремниевых микроэлектродов, которые считывают активность расположенных там нейронов.

Подопытным выступил пациент с тетраплегией — параличом всех четырех конечностей. Он сохранил способность видеть, читать и разговаривать, что обеспечило ученых обратной связью для оценки работы своей системы. Испытуемому показывали символ, соответствующий одному из восьми (в другом эксперименте — четырех) заранее заданных слов. После небольшой паузы он мысленно произносил это слово, а затем, после второй паузы, повторял его вслух.

Сигналы с нейронов в надкраевой извилине поступали на компьютер, который интерпретировал их с довольно приличной точностью. Для набора из восьми слов она составила 72 процента, для четырех — более 90 процентов. «Наше устройство предсказывает внутреннюю речь напрямую, позволяя пациенту просто фокусироваться на произнесении слова в своей голове и превращая его в текст. Для многих это может быть намного проще, чем пытаться произносить слова», — подчеркнула Сара Вандельт (Sarah Wandelt), одна из авторов разработки.