LÄBIMURRE ⟩ Tehnika tõlgib tumma halvatud mehe mõtted lauseteks

Kaader uuringust. Tumm mees suhtlemas seadeldise poolt vahendatud aju elektriimpulsside kaudu. Foto: UCSF/Washington Post/kuvatõmmis videost

Ulatuslikult halvatud mees, kelle hääl on olnud aastaid vaigistatud, suudab suhelda tehnoloogia abil, mis dešifreerib tema aju tekitatud elektrilised impulsid, kui ta proovib rääkida, teatasid teadlased kolmapäeval. Viis aastat tagasi oleks see veel olnud võimatu, kirjutab Washington Post.

San Franciscos asuva California ülikooli andmetel on see esimene kord, mil on suudetud taastada võime suhelda sõnade ja lühikeste lausetega, kui inimene on kaotanud selle neuroloogiliste kahjustuste tõttu.

38-aastane mees, kes otsustas jääda anonüümseks, kuid on uuringus nimetatud BRAVO-1, sai 15 aastat tagasi insuldi, mis katkestas tema aju ja häälepaelte vahelise närviühenduse. Ta on kaelast allapoole halvatud ja suhtles seni pesapallimütsi servale kinnitatud osuti abil klaviatuuril hoolikalt tähti toksides, mis oli vaevaline protsess.

Nüüd, pelgalt üritades sõnu öelda, saab ta moodustada lühikesi lauseid, mis puudutavad peamiselt tema heaolu ja hooldust. Arvuti dekodeerib ta ajutegevuse ja kuvab laused ekraanil umbes 75 protsendise täpsusega, üle 15 sõna minutis. Keskmiselt kõnelevad inimesed umbes 150 sõna minuti jooksul.

Hollandi Maastrichti ülikooli närvitehnika dotsent Christian Herff, kes ise ei ole kõnealuse teadustööga seotud, nimetas uuringus kirjeldatud edusamme hiiglaslikuks. Varasemates uuringutes oli sama tehnikat kasutatud inimestel, kes olid endiselt võimelised rääkima.

«See on tegelikult üsna suur asi,» ütles Herff. «See on esimene uuring, mis võimaldab seda tõesti patsiendil, kes pole võimeline rääkima.»

UCSFi neuroloogilise kirurgia osakonna esimees ja uurimisrühma juht Edward F. Chang ütles, et selline edasiliikumine ei oleks olnud võimalik isegi viis aastat tagasi. Sellest ajast alates on tehisintellekti areng ja närvisignaalide dekodeerimine viinud kolmapäeval ajakirjas New England Journal of Medicine avaldatud tulemuseni. Teadlased kirjeldasid tehnoloogiat kui «neuroproteesi».

Chang ütles ühes intervjuus, et on valdkonnas töötanud 10 aastat, ajendatuna patsientidest, kes on kõnevõime kaotanud. Tuhanded inimesed on igal aastal silmitsi samasuguse saatusega, olles läbi teinud insuldi, trauma või põevad haigust nagu ALS.

«Ma näen lihtsalt iga päev, kui laastav on see meie patsientide jaoks, kes on kaotanud kõnevõime pärast insulti või ajukahjustust,» ütles Chang. «See on osa sellest, mis teeb meist inimesed. Kui olete selle kaotanud, on see tõesti laastav.»

Chang «istutas» patsiendi ajukoorele elektroodide võre, mis kontrollib kõne tootmist. Traat viib elektroodide elektrisignaalid pesasse, mis on kinnitatud püsivalt mehe pea peale ja mida saab kaabli abil arvutiga ühendada.

48 sessiooni jooksul, mis kestsid kokku 22 tundi, registreerisid teadlased BRAVO-1 tekitatud ajusignaale, kui ta üritas öelda 50 sõna, mis vilkusid arvutiekraanil. Seejärel kasutasid nad süvaõppimise algoritme, et luua arvutuslikke mudeleid sõnade tuvastamiseks ja klassifitseerimiseks salvestatud ajukoore aktiivsuse mustritest. Nad kasutasid ka muid mudeleid, et genereerida lausetes järgneda võivad tõenäolisi sõnu, mida mees üritas öelda.

Teadlased suutsid õigeid sõnu ja lauseid prognoosida koguni 93 protsendise täpsesega.

Kümme aastat tagasi näitasid teadlased, et helisid või foneeme – mitte täissõnu – saab dešifreerida, kuid palju väiksema täpsusega, kui saavutati Changi jõupingutustega. Mais avaldasid Stanfordi ülikooli teadlased töö, mis näitas, et nad on välja töötanud viisi, kuidas saab lasta halvatud mehel kirjutada sarnase tehnoloogia abil terveid lauseid, kujutades end ette tähti kirjutamas.

Tegemaks kindlaks, kas tehnoloogia töötab teiste jaoks, on algoritmide dekodeerimiseks vaja esitada oluliselt rohkem andmeid, nentisid teadlased.