Gehirn-Computer-Kombination lässt stummen Mann mit ALS wieder „sprechen“

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Von Dennis Thompson HealthDay Reporter

DONNERSTAG, 15. August 2024 – Casey Harrell verlor aufgrund von Amyotropher Lateralsklerose (ALS), auch bekannt als Lou-Gehrig-Krankheit, seine Fähigkeit zu sprechen.

„Nicht in der Lage zu kommunizieren, ist so frustrierend und demoralisierend. Es ist, als ob man gefangen wäre“, sagte Harrell, 45.

Aber eine neue Gehirn-Computer-Schnittstelle ermöglicht es Harrell, wieder mit anderen zu sprechen, wobei sein Gehirn die Worte liefert und ein Computer ihnen die Stimme gibt.

Vier Mikroelektroden-Arrays werden in eine dafür verantwortliche Gehirnregion implantiert Die Sprachkoordination erkennt die Wörter, die Harrell sagen möchte, und sendet diese Informationen an ein Computerprogramm.

Während Harrells erster Sitzung benötigte das System 30 Minuten, um mit einem Wortschatz von 50 Wörtern eine Wortgenauigkeit von mehr als 90 % zu erreichen, sagten Forscher.

Die entschlüsselten Wörter erscheinen auf einem Bildschirm und werden laut vorgelesen eine Stimme, die wie die von Harrell klingt, bevor er an ALS erkrankte.

„Als wir das System zum ersten Mal ausprobierten, weinte er vor Freude, als die Wörter, die er richtig sagen wollte, auf dem Bildschirm erschienen. Das haben wir alle getan“, sagte der Forscher Sergey Stavisky, Co-Direktor der University of California, Davis Neuroprosthetics Lab.

ALS betrifft die Nervenzellen, die die Bewegung im gesamten Körper steuern, sagten Forscher. Es führt zu einem allmählichen Verlust der Fähigkeit zu stehen, zu gehen, die Hände zu benutzen und sogar zu sprechen.

Als Harrell in die Studie eintrat, hatte er eine Schwäche in seinen Armen und Beinen entwickelt und seine Sprache war sehr schwer zu verstehen.

Im Juli 2023 implantierten Forscher die Elektroden in Harrells Gehirn, so dass Sie konnten die Gehirnaktivität im Zusammenhang mit Sprache aufzeichnen.

„Wir entdecken tatsächlich ihren Versuch, ihre Muskeln zu bewegen und zu sprechen“, erklärte Stavisky in einer Pressemitteilung der Universität. „Wir zeichnen den Teil des Gehirns auf, der versucht, diese Befehle an die Muskeln zu senden. Und wir hören im Grunde hinein und übersetzen diese Muster der Gehirnaktivität in ein Phonem – wie eine Silbe oder die Spracheinheit – und dann in die Wörter, die sie sagen wollen.“

Eines der Hindernisse für die Entwicklung dieser Art von Gehirn-Computer-Schnittstellen (BCIs) ist, dass es Zeit braucht, bis der Computer lernt, Gehirnsignale richtig zu interpretieren, sagten Forscher.

„Frühere Sprach-BCI-Systeme hatten häufig Wortfehler. Dies erschwerte es dem Benutzer, konsistent verstanden zu werden, und stellte ein Hindernis für die Kommunikation dar“, sagte der Forscher Dr. David Brandman, Assistenzprofessor für Neurochirurgie an der UC Davis. „Unser Ziel war es, ein System zu entwickeln, das es jemandem ermöglicht, verstanden zu werden, wann immer er sprechen möchte.“

Während Harrells zweiter Sitzung mit dem Gerät erhöhte sich die Größe seines potenziellen Wortschatzes von 50 auf 125.000 Wörter, so die Forscher gefunden.

Mit nur 1,4 Stunden zusätzlichen Trainingsdaten erreichte das BCI eine Wortgenauigkeit von 90 % zusammen mit diesem stark erweiterten Wortschatz.

Ein Bericht über Harrells Fall wurde am 14. August in der New England Journal of Medicine.

Das System weist jetzt eine Genauigkeit von mehr als 97 % auf, nachdem Harrell über 32 Wochen hinweg 84 Datensitzungen durchgeführt und mehr als 248 Stunden lang kommuniziert hat, sagten Forscher.

„An diesem Punkt haben wir kann in etwa 97 % der Fälle entschlüsseln, was Casey richtig zu sagen versucht, was besser ist als viele kommerziell erhältliche Smartphone-Anwendungen, die versuchen, die Stimme einer Person zu interpretieren“, sagte Brandman.

„Diese Technologie ist transformativ, weil sie Menschen Hoffnung gibt, die sprechen wollen, aber nicht können“, fügte Brandman hinzu. „Ich hoffe, dass Technologie wie diese Rede BCI zukünftigen Patienten helfen wird, mit ihrer Familie und Freunden zu sprechen.“

Harrell stimmte zu.

„So etwas wie diese Technologie wird den Menschen helfen, wieder ins Leben und in die Gesellschaft zurückzukehren“, sagte er.

Quellen

  • University of California, Davis, Pressemitteilung, Aug. 14, 2024

    • Haftungsausschluss: Statistische Daten in medizinischen Artikeln stellen allgemeine Trends dar und beziehen sich nicht auf Einzelpersonen. Einzelne Faktoren können stark variieren. Lassen Sie sich bei individuellen Gesundheitsentscheidungen immer persönlich beraten.

    Quelle: HealthDay

    Gesendet : 2024-08-15 23:15

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