Lékaři poprvé využili mozkové vlny ochrnutého muže, který nemohl mluvit, a převedli je na slova a věty, které pak promítli na obrazovce počítače. Pacient tak mohl komunikovat se svým okolím čistě díky svému mozku.
Paralyzovaný může „mluvit“. Lékaři mu dokázali poprvé číst mozkové vlny a skládat z nich věty
Výsledky studie, které byly zveřejněné tento týden ve středu, jsou podle autorů zásadním krokem k tomu, aby se jednou obnovila přirozenější komunikace pro lidi, kteří nemohou mluvit kvůli zranění nebo nemoci.
„Většina z nás považuje za úplně samozřejmé, jak snadno komunikujeme prostřednictvím řeči,“ řekl neurochirurg z Kalifornské univerzity v San Franciscu Edward Chang, který výzkum vedl. „Je úžasné vidět, že jsme na samém začátku nové kapitoly, úplně nového oboru. Může zmírnit utrpení pacientů, kteří tuto schopnost ztratili.“
Ochrnutí dnes znamená pro většinu poškozených konec přirozené a snadné komunikace s ostatními. Nemohou mluvit, nemohou psát, jsou odkázáni na složité, omezené a život omezující náhražky – například muž ve studii využíval ukazovátko připevněné k baseballové čepici, které mu umožňuje pohybovat hlavou a dotýkat se slov nebo písmen na obrazovce. Jiná zařízení mohou zachytit pohyby pacientových očí, ale všechny tyto pokusy jsou velmi pomalé a dají se použít v podstatě jen v krajních případech.
V posledních letech ale věda přinesla obrovské množství vylepšení. Například experimenty s protézami řízenými myslí umožnily ochrnutým lidem podat si ruku nebo se napít pomocí robotické ruky. Všechny tyto pokusy využívaly lepšího poznání lidského mozku. To umožňuje sledovat v něm signály, které představují různé pokyny k pohybu a pak je přenášet přes počítač do umělé končetiny.
Nová metoda využitá ve výše popsané studii na tyto výzkumy navázala. Její autoři ji popisují jako „řečovou neuroprotézu“. Jde tedy o zařízení, které čte a pak překládá mozkové vlny zodpovědné za ovládání řečových center – tedy za tisíce drobných pohybů, jejichž kombinace rtů, čelistí, jazyka a dalších částí tvoří jednotlivé souhlásky a samohlásky.
Muži, který se dobrovolně přihlásil k testování tohoto zařízení, bylo kolem třiceti let. Před patnácti lety prodělal mozkovou mrtvici a ta mu způsobila rozsáhlé ochrnutí a připravila ho úplně o řeč. Vědci mu implantovali elektrody na povrch mozku nad oblast, která ovládá řeč.
Počítač pak během experimentu analyzoval vzorce vln, když se muž pokoušel vyslovit běžná slova, jako je „voda“ nebo „dobrý“. Zvuky sice samozřejmě nevznikaly, ale počítač se naučil, jaké konkrétní změny se přitom dějí v mozku, a vytvořil si pak databázi asi pěti desítek slov, která takto dokázal rozpoznat. Protože jde o ty nějběžněji užívané výrazy, dá se jejich kombinací vytvořit až tisíc různých vět a stačí k běžné každodenní komunikaci.
Při položení otázek typu „Jak se dnes máte?“ nebo „Máte žízeň?“ umožnil přístroj muži odpovědět „Mám se velmi dobře“ nebo „Ne, nemám žízeň“. Zatím se vědci nesnažili slova syntetizovat v podobě mluvené jazyka, stroj je jen vypisoval na obrazovku počítače v podobě textu, popsali autoři výzkumu v odborném časopise New England Journal of Medicine. Samotné převedení psaného projevu na mluvený je ale už banální záležitost, kterou dnes ovládají desítky aplikací na mobilních telefonech.
Má takový výzkum smysl?
Celý proces překladu mozkových vln je stále ještě dost pomalý. „Trvá asi tři až čtyři sekundy, než se slovo objeví na obrazovce poté, co se ho muž pokusí vyslovit,“ popsal hlavní autor David Moses. Příčinou je to, že signálů v mozku je najednou obrovské množství a program musí vybrat jen ty správné a pak je překládat – signál navíc není nikdy zcela „čistý“, takže stroj se rozhoduje na základě podobnosti a pravděpodobnosti. Výsledný překlad tedy zatím není ani zdaleka tak rychlý jako mluvení, ale už je mnohem rychlejší než vypisování odpovědi jinými dostupnými způsoby.
Harvardští neurologové Leigh Hochberg a Sydney Cashová v doprovodném článku označili tuto práci za „průkopnickou“. Věří, že technologie by se dala ještě výrazně vylepšit a že pokud by se pak osvědčila, mohla by pomoci lidem s úrazy, mrtvicemi nebo nemocemi, které brání v komunikaci.