Um novo recorde: o paralítico está ganhando oito palavras por minuto com um implante cerebral


Fonte: Universidade de Stanford

Existem muitas pessoas paralisadas no mundo. Somente nos Estados Unidos, 5,1 milhões de pessoas estão paralisadas em um grau ou outro. Em alguns casos, a paralisia é progressiva. A esclerose lateral amiotrófica é uma das doenças que leva à paralisia completa. Com o tempo, uma pessoa que sofre dessa doença perde a capacidade de controlar até os nervos faciais e o estágio final da doença - e os músculos dos olhos.

Esses pacientes não podem se comunicar com outras pessoas ou responder a fatores externos. Eles são fechados, embora a atividade mental geralmente não seja afetada. Anteriormente, não havia oportunidade de se comunicar com essas pessoas; elas eram deixadas por conta própria. Mas com o desenvolvimento da tecnologia, novas oportunidades aparecem na medicina. Por exemplo, o desenvolvimento de Niels Birbaumer, funcionário do Wyss Center for Bio e Neuroengineering, ajudou a entender o que pensam as pessoas que não têm atividade motora.

Médicos sob a orientação de Birbaummer criaram uma interface neural que mede em tempo real o nível de oxigênio no sangue e a atividade elétrica do cérebro. Ao criar seu sistema, os cientistas estabelecem uma meta para aprender a entender quando uma pessoa paralisada diz (mentalmente) "sim" e quando - "não". Infelizmente, esse sistema é adequado apenas para o diálogo no modo "pergunta-resposta", e as respostas, como vemos, são monossilábicas.

Os colegas de Stanford em Birmbauer desenvolveram uma tecnologia que permite que esses pacientes se comuniquem usando texto impresso . As pessoas que digitam letras paralisadas digitam no teclado virtual, localizado na tela em frente a elas. É verdade que a tecnologia requer intervenção invasiva - a implantação dos menores eletrodos no cérebro humano. Existem cerca de cem desses eletrodos no sistema, e eles são tão finos que os médicos podem implantá-los perto dos neurônios das partes do cérebro responsáveis ​​pelo controle do movimento das mãos.

Um sistema especial percebe sinais desses neurônios, processa-os usando um algoritmo e os transfere via cabo para um computador com um dispositivo de entrada. Para digitar, uma pessoa com um eletrodo precisa imaginar como ele move a mão pressionando o botão virtual com a letra mostrada na tela.

Antes de usar o sistema, o paciente precisa de treinamento, mas a maioria dos voluntários gerencia o teclado virtual quase imediatamente. Após o treinamento, os participantes do projeto são convidados a imprimir a frase “A raposa marrom rápida pulou sobre o cachorro preguiçoso”, que contém todas as letras do alfabeto e espaços em inglês. Cientistas de Stanford, liderados por Krishna Shena e Jamie Hnedreson, estão atualmente trabalhando com três voluntários. Todos eles estão paralisados, embora tenham a capacidade de controlar os músculos dos olhos, músculos faciais ou até mesmo reter completamente a capacidade de controlar expressões faciais e até falar.

Um paciente chamado Dennis Degrey perdeu a capacidade de se mover em 2007. Ele foi jogar fora o lixo, embora estivesse chovendo lá fora. Antes de chegar à lixeira a poucos metros de distância, ele escorregou na grama e caiu. No outono, Degray bateu muito no queixo, causando danos à medula espinhal. Degrey não pode controlar um único músculo abaixo do ponto em que o crânio se conecta à coluna vertebral. Ele pode falar, mas não pode digitar texto ou controlar um computador.


A nova tecnologia ajudou Dennis e outros dois voluntários a se comunicarem novamente usando um computador. A velocidade de digitação neste caso foi de 7,8, 6,3 e 2,7 palavras por minuto para cada um dos pacientes. Dennis é o líder da troika, sua taxa é de quase 8 palavras por minuto.

Para comparação, a velocidade de digitação na tela do smartphone por uma pessoa comum que esteja familiarizada com as tecnologias modernas é de 12 a 30 palavras por minuto. O atraso de Dennis não é tão grande. Ele próprio percebe o novo sistema como um videogame, o que proporciona um grande prazer e pelo qual você não precisa pagar.

Uma mulher que também está envolvida no experimento ajudou os desenvolvedores a encontrar um bug no sistema. Naquele dia, ela tentou se comunicar, como sempre, mas não deu certo - o cursor não se moveu para a direita. Ela também manteve a capacidade de falar, para poder relatar o problema aos desenvolvedores. Após três dias de busca por um bug, eles ainda o encontraram e perceberam que o paciente estava certo.

Até agora, o sistema que os cientistas de Stanford criaram é um teste. É baseado nos resultados de um estudo da mesma equipe, realizado em 2015. Em seguida, os especialistas conseguiram criar um algoritmo que processa o sinal do cérebro do macaco (mais tarde - o humano) e direciona o cursor na tela na direção em que o proprietário do eletrodo implantado queria movê-lo.

Este é apenas um protótipo que os desenvolvedores irão melhorar. Após 10 anos, de acordo com os participantes do projeto, os sistemas ficarão muito mais perfeitos: com calibração automática, sem fio e miniatura. Não haverá glândulas saindo da cabeça. Pessoas com paralisia parcial, assim como pacientes que são completamente incapazes de se mover, poderão trabalhar com esse sistema.

Source: https://habr.com/ru/post/pt401803/


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