Po 18 latach odzyskała głos dzięki implantowi. "W końcu żyję"

Gdy Ann miała 30 lat, przeżyła udar pnia mózgu, który sparaliżował mięśnie jej całego ciała do tego stopnia, że nie mogła nawet oddychać. Mimo ciężkiej rehabilitacji jej mięśnie twarzy nie pozwalają jej mówić i musi używać specjalnego urządzenia do pisania liter ruchami głowy. Jednak teraz udało jej się odzyskać głos dzięki implantowi, który wykorzystuje sygnały mózgowe do kreowania wypowiedzi na specjalnym awatarze.

Badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco pod wodzą lekarza Edwarda Changa od dekady pracują nad technolgią BCI (brain-computer interface). Ma ona pozwolić na przechwytywanie sygnałów w mózgu osób, które straciły zdolność naturalnego porozumiewania się i dekodować oraz komunikować je otoczeniu.

- Naszym celem jest przywrócenie pełnego, ucieleśnionego sposobu komunikacji, który jest dla nas najbardziej naturalnym sposobem rozmowy z innymi - podsumował Edwarda Chang w oświadczeniu dla Uniwersytetu Kalifornijskiego. W 2021 zespół dokonał przełomu, gdy udało im przetłumaczyć sygnały mózgowe na tekst, jednego ze sparaliżowanych pacjentów, gdy ten próbował mówić.

Ann sama zgłosiła się do badań, po przeczytaniu o wynikach zespołu w 2021, mając nadzieję na pomoc. Naukowcy w jej przypadku postanowili pójść o krok dalej i zmienić jej sygnały mózgowe w pełną mowę przedstawioną przez awatar, symulujący także ruch twarzy. Wykorzystali do tego specjalny implant z 253 elektrodami, który po przyczepieniu do pnia mózgu wyłapywał sygnały, krytyczne do generowania mowy.

Przez kilka tygodni Ann wraz z naukowcami trenowała algorytmy AI, aby mogły rozpoznawać jej sygnały mózgowe podczas próby mówienia. Sztuczna inteligencja miała wyuczyć się wzorców aktywności mózgu, związanymi ze wszystkimi podstawowymi dźwiękami mowy. Aby przyspieszyć proces uczono jej tylko podjednostek mowy zwanej fonemami.

Chcąc stworzyć awatar Ann, naukowcy użyli programowania maszynowego. Dzięki niemu połączyli sygnały mózgowe z ruchami twarzy animowanego modelu. W pracach nad modelem nieoceniona okazała się taśma przemówienia Ann podczas jej ślubu w 2005 roku. Pomogła odtworzyć brzmienie jej głosu, dzięki czemu naprawdę odzyskała go po 18 latach.

Stworzony system nie tylko jest dokładny w odgrywaniu mowy Ann, ale także zaskakująco szybki. Wyświetla komunikaty, które stara się wypowiedzieć pacjentka prawie w czasie rzeczywistym. Pozwala jej to na naturalną rozmowę, którą wcześniej zabrał jej wylew.

Dla naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego to prawdziwy kamień milowy w pracach nad technologią BCI, którego wyniki opisali w artykule na łamach Nature. Wraz z Ann chcą opracować bezprzewodową wersję implantu, który pozwoliłby sparaliżowanym na pełną komunikację. - Zapewnienie osobom takim jak Ann możliwości swobodnego sterowania własnymi komputerami i telefonami za pomocą tej technologii miałoby głęboki wpływ na ich niezależność i interakcje społeczne - powiedział współautor badań, dr David Moses, adiunkt w dziedzinie chirurgii neurologicznej w rozmowie dla Uniwersytetu Kalifornijskiego.

Dla Ann to poczucie prawdziwej wolności po 18 latach, gdy wie, że może porozmawiać z mężem bądź dziećmi tak, jak przed tragicznym wylewem. Oprócz tego sama mówi, że pomoc w badaniach dała jej jeszcze coś, czego nie jest się w stanie ocenić - życiowy cel. - Kiedy byłam w szpitalu rehabilitacyjnym, logopeda nie wiedział, co ze mną zrobić. Udział w tym badaniu dał mi poczucie celu, czuję, że wnoszę wkład w społeczeństwo. Czuję się, jakbym znów miała pracę. To niesamowite, że żyję tak długo; to badanie pozwoliło mi naprawdę żyć, póki jeszcze żyję! - podsumowała Ann.