Czytniki mózgu pomogą niepełnosprawnym?

Pisanie internetowych wiadomości, obsługa programów, prowadzenie rozmów, sterowanie wózkiem inwalidzkim – to przykłady pokazujące, na co zaczynają pozwalać technologie czytające aktywność mózgu. Niektóre wymagają implantów, w innych wystarczy specjalny czepek.

zdj. Tatiana Shepelevam, AdobeStock
zdj. Tatiana Shepelevam, AdobeStock

Neuralink – sztywne łącze z mózgiem

Noland Arbaugh, w serwisie X (dawny Twitter) zamieścił niedawno prawdziwie wyjątkowy wpis: „Twitter mnie zbanował, bo myśleli, że jestem robotem. X i Elon Musk przywrócili mi prawa do pisania, ponieważ jestem robotem”. 

Osiem lat wcześniej Noland po wypadku w czasie nurkowania został sparaliżowany od ramion w dół. Teraz stał się sławny jako pierwszy pacjent, któremu wszczepiono Neuralink – stworzony przez firmę Elona Muska mikrochip, który podłącza się bezpośrednio do mózgu. Wspomniany wpis na platformie X Noland wykonał z pomocą samych myśli. „To pierwszy post napisany wyłącznie myślami, z użyciem telepatycznego urządzenia Neuralink” – napisał z kolei Musk.

Z pomocą implantu Noland grał już w szachy i różne gry komputerowe (https://www.bbc.com/news/av/technology-68623380). Jak opowiada, choć napotykał pewne problemy, to sterował komputerem z pomocą samego mózgu i wszczepu, non-stop, przez osiem godzin ().

Rozmowa przez implant

Należąca do Muska firma Neuralink nie jest jedyną, która pracuje nad takimi technologiami. W ubiegłym roku na Stanford University przeprowadzono eksperyment z wszczepianym na powierzchnię mózgu niewielkim implantem, który pozwala rozmawiać z innymi (https://www.youtube.com/watch?v=DaWb1ukmYHQ). Implant czyta myśli, a za człowieka mówi komputer. 

Chip przetestowany został na 68-letniej Pat Bennett, która cierpi na stwardnienie zanikowe boczne (ALS). Zwykle choroba zaczyna się w rdzeniu kręgowym, lecz tym razem swój początek miała w pniu mózgu. Choć pacjentka cierpi na coraz większe zaburzenia ruchu kończyn, przede wszystkim doszło u niej do porażenia zdolności mowy – Pat nie może kontrolować mięśni warg, języka ani krtani. Jednak jej mózg zachował odpowiednią aktywność. Mikrochip ją odczytuje, a oparte na sztucznej inteligencji algorytmy komputerowe ją dekodują i zamieniają na mowę. 
Po odpowiednim treningu Pat była w stanie przekazywać ponad 60 słów na minutę. Jak podają twórcy chipu, to dwa razy szybciej, niż wynosił wcześniejszy rekord w tego typu próbach. Z czasem nauczyła się wypowiadać 160 słów na minutę, co jest zbliżone do prędkości rozmowy anglojęzycznej osoby. 

źródło: BioInMed

Innowacje medyczne przepustką do grona liderów światowej biotechnologii

Innowacyjny sektor biotechnologii medycznej został wskazany w „Rządowym Planie Rozwoju Sektora Biomedycznego na lata 2022-2031”, jako ważny element umacniania międzynarodowej pozycji państwa. Opracowywane w Polsce innowacyjne leki i technologie to wartość dla pacjentów na całym świecie, w tym również dla Polaków. Rozwój rynku farmaceutycznego w oparciu wyłącznie o inwestycje w odtwórcze leki generyczne – zatrzymałby postęp w medycynie, wyhamował rozwój polskich leków oryginalnych (pierwszych lub lepszych w swojej klasie) i technologii medycznych, ale przede wszystkim odebrałby szanse pacjentom na skuteczne leczenie, a naukowcom i polskiej biotechnologii – na konkurowanie na światowych rynkach farmaceutycznych – zwraca uwagę BioInMed, Polski Związek Innowacyjnych Firm Biotechnologii Medycznej.

„Te wstępne wyniki udowodniły, że koncepcja jest słuszna. W końcu technologia stanie się łatwo dostępna dla ludzi, którzy nie mogą mówić. Dla osób pozbawionych mowy oznacza to, że mogą odzyskać szersze połączenie ze światem, być może kontynuować pracę, podtrzymywać przyjaźnie i relacje rodzinne” – Pat Bennett napisała w wywiadzie udzielonym jeszcze za pomocą emaila. 

„Pokazaliśmy, że można dekodować mowę, rejestrując aktywność bardzo małego obszaru na powierzchni mózgu” – powiedział prowadzący eksperyment prof. Jaimie Henderson.

Czepek zamiast wszczepu

W niektórych przypadkach może nawet nie być potrzebne wszczepianie czegokolwiek do głowy. Naukowcy z University of Technology Sydney opracowali na przykład system, który zamienia aktywność mózgu na tekst, a główny element systemu ma postać zakładanego na głowę czepka z elektrodami. Jego zadanie to odczytywanie aktywności elektrycznej mózgu (EEG). Sygnały są następnie przetwarzane przez sztuczną inteligencję opartą na dużych modelach językowych – podobną do tej, jaka została zastosowana w ChatGPT. Rozwiązanie ma pomagać w komunikacji osobom sparaliżowanym czy po udarach (https://www.youtube.com/watch?v=crJst7Yfzj4). 

„W naszych badaniach podejmujemy pionierskie wysiłki, aby czyste sygnały EEG przetwarzać bezpośrednio na język. To przełom w tej dziedzinie. Po raz pierwszy zastosowaliśmy tak zaawansowane techniki dekodowania, aby z odbieranych z mózgu sygnałów uzyskiwać tekst. Wprowadziliśmy innowacyjne podejście do dekodowania aktywności neuronów. Zastosowanie dużych modeli językowych oznacza przekroczenie nowych granic w wykorzystaniu sztucznej inteligencji w neuronauce” – ocenił prof. CT Lin, autor eksperymentu. 

Wózek, który słucha myśli

Zdaniem naukowców podobną technologię będzie można zastosować także w innych sytuacjach – np. do sterowania sztucznymi kończynami czy robotami. Prowadzone są już na przykład eksperymenty ze sterowanymi myślą wózkami inwalidzkimi. Zaawansowany system tego rodzaju testowany jest np. w chińskim National University of Defense Technology (https://www.youtube.com/watch?v=22gMSTDlbZ4). 

Minerva Studio, AdobeStock

Nadchodzą smart-wózki

Zapewne nie stanie się to od razu, ale tradycyjne wózki inwalidzkie mogą zacząć odchodzić do lamusa. Zastąpią je nowoczesne wynalazki, które nie tylko nie będą wymagały mozolnego popychania kół, ale też pozwolą wstawać czy pokonywać schody, a przy tym będą mniej widoczne.

Także w tym przypadku aktywność mózgu użytkownika jest odczytywana przez nieinwazyjny, zakładany na głowę czepek wyposażony w elektrody. Komputer przetwarza tak zebrane informacje na sygnały sterujące ruchem wózka. Użytkownik ma przy tym możliwość wskazania miejsca, do którego chce dojechać, a urządzenie samo się tam przemieszcza. Czytnik EEG współpracuje w tym celu z okularami do rozszerzonej rzeczywistości. Użytkownik może wzrokiem wybrać odpowiedni punkt i kiedy skupi na tym uwagę, czytnik fal mózgowych wykryje odpowiedni sygnał. Komputer zrozumie, że tam jest punkt docelowy i odpowiednio pokieruje wózkiem. 

To nie koniec: sztuczna inteligencja wykrywa rozmaite obiekty, które trzeba ominąć lub do których użytkownik wózka chce się zbliżyć. W dotychczasowych eksperymentach automatyczny system uzyskał dokładność przekraczającą 80 proc. Reaguje także na proste polecenia, takie jak „naprzód”, „w lewo” czy „w prawo”. 

„Wyniki naszych eksperymentów pokazały, że urządzenie dobrze się spisywało w pomieszczeniach, a obciążenie i zmęczenie użytkowników było na niskim poziomie” – piszą twórcy wózka. 

Dzięki takim wynalazkom życie osób z niepełnosprawnością, szczególnie poważną, może stać się znacznie mniej obciążające i dużo przyjemniejsze. 

Marek Matacz

Źródła:
Historia Nolanda Arbaugha

Doniesienie na temat implantu do dekodowania mowy

Doniesienie na temat systemu zamieniającego myśli w tekst

Praca naukowa na temat sterowanego mózgiem inwalidzkiego wózka

Autor

Marek Matacz

Marek Matacz - Od ponad 15 lat pisze o medycynie, nauce i nowych technologiach. Jego publikacje znalazły się w znanych miesięcznikach, tygodnikach i serwisach internetowych. Od ponad pięciu lat współpracuje serwisem "Zdrowie" oraz serwisem naukowym Polskiej Agencji Prasowej. Absolwent Międzyuczelnianego Wydziału Biotechnologii Uniwersytetu Gdańskiego i Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego.

ZOBACZ TEKSTY AUTORA

ZOBACZ WIĘCEJ

  • zdj.AdobeStock

    Świat wspiera Afrykę w walce z małpią ospą

    Epidemia mpox w Afryce to stan zagrożenia zdrowia publicznego o znaczeniu międzynarodowym (PHEIC) – ogłosiła Światowa Organizacja Zdrowia (WHO). To najwyższy poziom alarmu zgodnie z Międzynarodowymi Przepisami Zdrowotnymi (IHR). Aby wesprzeć kraje afrykańskie w walce z epidemią, Komisja Europejska koordynuje zakup i darowiznę 215 tys. dawek szczepionki.

  • zdj.P.Werewka

    Techniki wspomaganego rozrodu nie wywołują raka u dzieci

    Wokół technik wspomaganego rozrodu (assisted reproductive technology, ART) narosło wiele mitów. Z jednym z nich, dotyczącym zwiększonej zapadalności na nowotwory dzieci urodzonych z ich pomocą, rozprawili się francuscy badacze. 

  • Fot. P. Werewka/PAP

    Czy Polacy leczą się chętnie poza granicami kraju?

    Polacy mogą wnioskować o leczenie poza granicami kraju dzięki członkostwu Polski w Unii Europejskiej. Jest ono dostępne pod pewnymi warunkami i to nie tylko w granicach UE. Zgodę na nie wyrazić musi jednak Narodowy Fundusz Zdrowia. W 2023 zielone światło na takie leczenie otrzymało 126 pacjentów. Najdroższa terapia polskiego pacjenta w UE kosztowała 740 tys. zł, a w USA wydano na leczenie dziecka prawie dziewięć razy więcej.

  • zdj. Vitalii Vodolazskyi, AdobeStock

    Fentanyl – kolejna fala kryzysu uzależnień dociera do Polski?

    Fentanyl to syntetyczny opioidowy lek przeciwbólowy nawet 100 razy silniejszy od morfiny. Podobnie jak ona często sprzedawany jest również jako narkotyk. Silnie uzależnia i łatwo zabija przez przedawkowanie. Wydaje się również drastycznie oddziaływać na rozwój płodu. W USA o fentanylu, często łączonym z innymi niebezpiecznymi substancjami, mówi się w kontekście kolejnej, czwartej już fali kryzysu uzależnień. Są sygnały, że teraz pojawia się również w Polsce.

NAJNOWSZE

  • Adobe

    10 rzeczy, które warto wiedzieć o trzustce

    Trzustka przez wiele lat pozostawała w cieniu innych narządów, takich jak serce czy wątroba. Dopiero współczesne badania zaczynają odsłaniać przed nami złożoność jej funkcji i znaczenie dla zdrowia człowieka. To nie tylko organ odpowiedzialny za produkcję enzymów trawiennych i regulację poziomu cukru we krwi, ale także strażnik równowagi metabolicznej, którego potencjał naukowcy dopiero zaczynają w pełni rozumieć.

  • Chodzenie daje zdrowie

  • Spojówka na straży wzroku

  • Bądź wdzięczny, a będziesz żył dłużej

  • Porada laktacyjna powinna być odrębnym świadczeniem

  • Adobe Stock

    Nastolatek i nikotyna

    Zakazany owoc zawsze smakuje najlepiej. Polityka zakazów do niczego nie prowadzi, a antynikotynowe kampanie społeczne szybko stają się memami. I trudno się dziwić. Brakuje dialogu z młodymi – zwraca uwagę Filip Hornik z Akcji Uczniowskiej.

  • Zaskakujące efekty wad postawy

  • Przeciwciała monoklonalne w profilaktyce wścieklizny

Serwisy ogólnodostępne PAP