Catatan baru: yang lumpuh bertambah delapan kata per menit dengan implan otak

Sumber: Universitas Stanford

Ada banyak orang lumpuh di dunia. Di Amerika Serikat saja, 5,1 juta orang lumpuh sampai derajat tertentu. Dalam beberapa kasus, kelumpuhan bersifat progresif. Amyotrophic lateral sclerosis adalah salah satu penyakit yang menyebabkan kelumpuhan total. Seiring waktu, seseorang yang menderita penyakit ini kehilangan kemampuan untuk mengendalikan bahkan saraf wajah, dan pada tahap akhir penyakit - dan otot-otot bola mata.

Pasien seperti itu tidak dapat berkomunikasi dengan orang lain atau menanggapi faktor eksternal. Mereka tertutup sendiri, meskipun aktivitas mental biasanya tidak terpengaruh. Sebelumnya, tidak ada kesempatan untuk berkomunikasi dengan orang-orang seperti itu, mereka dibiarkan sendiri. Tetapi dengan perkembangan teknologi, peluang baru muncul dalam kedokteran. Misalnya, pengembangan Niels Birbaumer, seorang karyawan di Wyss Center for Bio and Neuroengineering, membantu memahami apa yang dipikirkan orang - orang yang kurang memiliki aktivitas motorik.

Dokter di bawah bimbingan Birbaummer menciptakan antarmuka saraf yang mengukur secara real-time tingkat oksigen dalam darah dan aktivitas listrik otak. Saat membuat sistem mereka, para ilmuwan menetapkan tujuan untuk belajar memahami ketika orang yang lumpuh mengatakan (secara mental) "ya", dan kapan - "tidak." Sayangnya, sistem seperti itu hanya cocok untuk dialog dalam mode “tanya-jawab”, dan jawabannya, seperti yang kita lihat, bersuku kata satu.

Rekan-rekan Birmbauer dari Stanford telah mengembangkan teknologi yang memungkinkan pasien ini untuk berkomunikasi menggunakan teks cetak . Orang yang mengetik huruf lumpuh mengetik di keyboard virtual, yang terletak di layar di depan mereka. Benar, teknologi ini membutuhkan intervensi invasif - penanaman elektroda terkecil ke dalam otak manusia. Ada sekitar seratus elektroda seperti itu dalam sistem, dan mereka sangat tipis sehingga dokter dapat menanamkannya di dekat neuron bagian otak yang bertanggung jawab untuk mengendalikan pergerakan tangan.

Sebuah sistem khusus merasakan sinyal dari neuron-neuron ini, memprosesnya menggunakan algoritma, dan mentransfernya melalui kabel ke komputer dengan perangkat input. Untuk mengetik, seseorang dengan elektroda perlu membayangkan bagaimana dia menggerakkan tangannya dengan menekan tombol virtual dengan huruf yang ditunjukkan kepadanya di layar.

Sebelum menggunakan sistem, pasien perlu pelatihan, tetapi sebagian besar sukarelawan mengelola keyboard virtual segera. Setelah pelatihan, peserta proyek diminta untuk mencetak frasa "Rubah cokelat cepat melompati anjing malas", yang berisi semua huruf alfabet dan spasi Inggris. Para ilmuwan dari Stanford, yang dipimpin oleh Krishna Shena dan Jamie Hnedreson, saat ini bekerja dengan tiga sukarelawan. Mereka semua lumpuh, meskipun mereka memiliki kemampuan untuk mengendalikan otot-otot mata, otot-otot wajah, atau bahkan sepenuhnya mempertahankan kemampuan untuk mengontrol ekspresi wajah dan bahkan berbicara.

Satu pasien bernama Dennis Degrey kehilangan kemampuan untuk bergerak pada tahun 2007. Dia pergi untuk membuang sampah, meskipun hujan di luar. Sebelum dia mencapai tempat sampah hanya beberapa meter jauhnya, dia menyelinap di rumput dan jatuh. Pada musim gugur, Degray memukul dagunya dengan buruk, menyebabkan kerusakan pada sumsum tulang belakang. Degrey tidak dapat mengendalikan otot tunggal di bawah titik di mana tengkorak terhubung ke tulang belakang. Dia dapat berbicara, tetapi tidak dapat mengetik teks atau mengontrol komputer.


Teknologi baru membantu Dennis dan dua sukarelawan lainnya berkomunikasi lagi menggunakan komputer. Kecepatan mengetik dalam kasus ini adalah 7,8, 6,3 dan 2,7 kata per menit untuk masing-masing pasien. Dennis adalah pemimpin troika, nilainya hampir 8 kata per menit.

Sebagai perbandingan, kecepatan mengetik di layar smartphone oleh orang biasa yang terbiasa dengan teknologi modern adalah 12-30 kata per menit. Ketinggalan Dennis tidak terlalu besar. Dia sendiri menganggap sistem baru sebagai permainan video, yang memberikan kesenangan besar dan Anda tidak perlu membayar.

Seorang wanita yang juga terlibat dalam percobaan pernah membantu pengembang menemukan bug dalam sistem. Hari itu, dia mencoba berkomunikasi, seperti biasa, tetapi tidak berhasil - kursor tidak bergerak ke kanan. Dia juga mempertahankan kemampuan berbicara, sehingga dia dapat melaporkan masalah tersebut kepada pengembang. Setelah tiga hari mencari bug, mereka masih menemukannya dan menyadari bahwa pasien itu benar.

Sejauh ini, sistem yang dibuat para ilmuwan di Stanford adalah percobaan. Ini berdasarkan hasil studi oleh tim yang sama yang dilakukan pada tahun 2015. Kemudian spesialis berhasil membuat algoritma yang memproses sinyal otak monyet (kemudian - manusia) dan mengarahkan kursor pada layar ke arah di mana pemilik elektroda yang ditanamkan ingin memindahkannya.

Ini hanya prototipe yang akan ditingkatkan oleh pengembang. Setelah 10 tahun, menurut peserta proyek, sistem akan jauh lebih sempurna: dengan kalibrasi otomatis, nirkabel, dan miniatur. Tidak akan ada kelenjar yang keluar dari kepala. Orang dengan kelumpuhan parsial, serta pasien yang benar-benar tidak dapat bergerak, akan dapat bekerja dengan sistem seperti itu.