Um neurologista implantou eletrodos em seu cérebro para criar uma interface neural de voz para pessoas paralisadas

Philip Kennedy foi o primeiro neurologista que implantou eletrodos no cérebro de uma pessoa paralisada e deu a ele a oportunidade de mover o cursor na tela do computador e digitar textos. Kennedy estudou o cérebro, implantou eletrodos em primatas, mas no final, a Administração de Alimentos e Medicamentos dos EUA (FDA) o privou de financiamento e proibiu experimentos em humanos.

Para convencer as autoridades a continuar a pesquisa, o neurologista e inventor de 68 anos pagou um cirurgião de US $ 25.000 na América Central para implantar eletrodos em seu cérebro para estabelecer uma conexão entre o córtex motor e o computador.


Dr. Philip Kennedy

No final dos anos 80 e início dos anos 90, Philip Kennedy e um grupo de cientistas começaram a trabalhar em uma interface neuro-computador. Ele usou eletrodos para implantá-los no córtex dos macacos. Em 1998, ele conduziu um experimento humano: implantou uma interface humano-computador em um paciente Johnny Ray, que perdeu a mobilidade após um derrame. Ray aprendeu a mover o cursor e, assim, se comunicar, ele viveu com implantes por quatro anos. Kennedy às vezes é chamado de "pai dos cyborgs" .

O último objetivo de Kennedy era criar um decodificador de voz, software que pode traduzir sinais cerebrais da apresentação mental da fala em fala. O FDA parou de financiar seus experimentos na Clínica de Sinais Neurais e proibiu estudos em humanos por causa do risco potencial de cirurgia.

Para convencer as autoridades da necessidade de continuar a pesquisa, Kennedy foi ao cirurgião na América Central. Lá ele foi implantado com eletrodos no córtex motor. "Este estudo durou 29 anos e foi tão longe que eu prefiro morrer a não continuar", disse o médico.

Após a operação, Kennedy coletou dados durante uma repetição alta de 29 sons. Mais tarde, ele apresentou esses sons, mas não os pronunciou. Então ele determinou a correspondência do trabalho do cérebro durante a pronúncia e durante a apresentação da pronúncia. O experimento abre novas oportunidades para as pessoas paralisadas se comunicarem, e Kennedy espera que o FDA retome o financiamento.


O cérebro de Kennedy durante a cirurgia

Nos anos 80, Philip Kennedy patenteou um tipo inovador de eletrodo que consistia em um par de fios de ouro em um cone de vidro. Este dispositivo permitiu que os neurônios "crescessem" nele. Até 1996, sua equipe experimentou animais, e em 1996 o FDA permitiu a implantação de eletrodos no cérebro de um paciente com síndrome do "homem trancado". O primeiro voluntário foi mãe de dois filhos, Margery, com esclerose lateral amiotrófica. Ela foi capaz de ligar e desligar o interruptor com o pensamento. A doença de Margery progrediu rapidamente, apenas 76 dias depois ela morreu.

O segundo paciente humano foi Johnny Ray, um veterano de 53 anos da Guerra do Vietnã. Ele acordou após um coma, mas não conseguiu mover nada além das pupilas. A interface homem-computador ajudou Ray a mover o cursor - para que você possa selecionar letras no menu do teclado virtual, tendo pelo menos alguma oportunidade de dizer algo para outras pessoas. O paciente viveu quatro anos após a cirurgia.

Em 2004, Kennedy implantou eletrodos em Eric Ramsey. Após um acidente de carro que aconteceu com Ramsey após seu décimo sexto aniversário, ele teve a síndrome do "homem trancado". O software criado pela equipe Kennedy compreendeu vários sons que o paciente apresentou, o que lhe permitiu "dizer" algumas palavras simples.

O FDA revogou a permissão para usar dispositivos em pacientes vivos. O governo fez perguntas sobre a segurança dessas operações, incluindo o fator de crescimento - compostos que fizeram com que os neurônios "crescessem" nos eletrodos. Philip Kennedy não foi capaz de fornecer as informações necessárias à Administração. O pesquisador não conseguiu chegar a um acordo com esta decisão da FDA.

As pessoas "trancadas" não conseguem se comunicar, às vezes só conseguem mover as pupilas e piscar, e às vezes podem dizer algo arrastado, e esses fatores acrescentam uma variável extra ao experimento. Kennedy precisava de um voluntário que pudesse falar para examinar o trabalho dos neurônios em seu discurso.

Durante o ano, o médico procurava uma pessoa com esclerose lateral amiotrófica que concordasse com outra operação arriscada. Não consegui encontrar ninguém. Pensei por um longo tempo e, no final, decidi realizar um experimento comigo mesmo ”, diz Kennedy. E em junho de 2014, ele foi parar no Hospital da Cidade de Belize , na principal cidade do estado com o mesmo nome na América Central. Para esta viagem, ele preparou os eletrodos que o neurocirurgião havia implantado em seu córtex motor, selecionou pontos de contato e reservou dinheiro suficiente para morar nesta cidade por vários meses, se a operação der errado.

Após a primeira operação, Kennedy perdeu o discurso - ele não conseguiu responder nada aos cirurgiões que lhe fizeram perguntas. Os médicos mais tarde explicaram que, devido à pressão sanguínea durante uma operação de doze horas, o cérebro estava inchado, levando à paralisia temporária. “Eu não estava com medo. Eu sabia o que estava acontecendo. Afinal, pensei sobre a operação ”, comenta o cientista. A segunda operação durou dez horas, eletrodos foram implantados em seu cérebro.

Alguns pesquisadores consideram tais experimentos antiéticos ou irracionais. Mas houve casos em que esse auto-sacrifício para os fins da ciência valeu a pena. Em 1984, Barry Marshallbebeu uma cultura de bactérias Helicobacter pylori para provar que causa úlceras e câncer de estômago. Sua suposição sobre isso foi causada pelo ridículo na comunidade científica. Por meio de um experimento no qual Marshall desenvolveu desconforto gástrico, náusea, vômito e um mau hálito peculiar, ele comprovou sua teoria e recebeu o Prêmio Nobel de 2005.

Depois de retornar à Geórgia, Kennedy começou a coletar dados do cérebro em seu laboratório de fala. Ele coletou dados de neurônios durante a pronúncia dos sons e durante a repetição mental deles. Ele então fez o mesmo, proferindo 290 palavras e frases curtas, incluindo "Olá, mundo". O médico chamou os resultados dos experimentos de encorajadores. Ele descobriu que diferentes combinações de 65 neurônios funcionavam da mesma maneira durante a pronúncia das palavras e sua repetição mental - e essa é a chave para o desenvolvimento de um transdutor de fala.

Kennedy esperava viver com os implantes por vários anos, mas depois de várias semanas coletando dados, ele teve que ir a um hospital local na Geórgia e passar por outra cirurgia - desta vez para remover os eletrodos. A conta foi de 94 mil dólares, dos quais 15 mil foram pagos pela seguradora.

Source: https://habr.com/ru/post/pt387119/