Исследователи Калифорнийского университета в Дейвисе показали длительное домашнее использование речевого нейроинтерфейса у пациента с боковым амиотрофическим склерозом (БАС). За 19 месяцев Кейси Харрелл передал 183 060 предложений — 1 960 163 слова — со средней скоростью 56 слов в минуту.

Согласно материалу в Nature Medicine, авторы изучали не лабораторную демонстрацию, а повседневное использование системы без присутствия исследователей.

Что показало домашнее использование

Харрелл использовал нейроинтерфейс дома более 3800 часов. Система помогала ему общаться с семьей, друзьями, коллегами и врачами, отправлять сообщения и письма, участвовать в видеозвонках, пользоваться интернетом и сохранять полную занятость, несмотря на паралич.

По оценке пациента, 92% предложений система декодировала как минимум «в основном корректно». В формальных тестах, где Харреллу показывали слова на экране, точность превышала 99% при словаре в 125 000 английских слов. Пиковый показатель в статье — 99,2%.

На момент публикации исследования Харрелл использовал систему в 444 из 653 дней после имплантации. После того как его помощникам разрешили самостоятельно подключать и отключать оборудование без присутствия исследователей, среднее время взаимодействия выросло с 3,7 до 9,5 часа в день.

Как устроена система

В 2023 году Харреллу имплантировали четыре массива микроэлектродов в левую прецентральную извилину — область мозга, связанную с координацией речи. Система считывает сигналы с 256 кортикальных электродов, когда пациент пытается говорить.

Алгоритм превращает нейронную активность в вероятности фонем каждые 80 мс, а затем языковая модель подбирает наиболее вероятную последовательность слов из словаря примерно на 125 000 слов. Текст выводится на экран в реальном времени. После завершения фразы система может озвучить ее синтезированным голосом, настроенным на звучание голоса Харрелла до болезни.

Для управления компьютером пациент также использовал декодер курсора. Ранее считалось, что для речи и его движения могут потребоваться разные зоны мозга, но команда показала, что оба режима можно реализовать через сигналы из речевой моторной коры.

От демонстрации к повседневному инструменту

Команда уже показывала высокую точность нейроинтерфейса в лабораторных сессиях. В 2024 году исследователи сообщили, что в первой тренировочной сессии длительностью 30 минут система достигла 99,6% точности при словаре из 50 слов. На второй день, после еще 1,4 часа настройки, точность составила 90,2% при словаре в 125 000 слов.

Новая работа переносит фокус с контролируемых испытаний на длительное использование в быту. По словам авторов, это один из ключевых шагов к практическим нейроинтерфейсам для людей с тяжелыми двигательными нарушениями. Соавтор исследования Сергей Стависки заявил, что 3800 часов записи мозговой активности во время использования системы стали, по его данным, крупнейшим индивидуальным набором данных с разрешением на уровне отдельных нейронов.

Авторы подчеркнули, что исследование описывает один клинический случай. Пока неизвестно, насколько результаты можно перенести на других пациентов, зоны имплантации, типы электродов и неврологические состояния. Система также остается экспериментальной. Она использует проводные соединения, требует ежедневного подключения обученными помощниками и из-за габаритов оборудования подходит только для домашнего использования.

В марте глава компании Neuralink Илон Маск сообщил, что ее BCI-устройство способно вернуть речь людям, которые ее утратили. Один из пациентов к 80 дню использования нейроимпланта смог запустить World of Warcraft и играть силой мысли.

В апреле стало известно о пользователе устройства мозг — компьютер Гэлене Баквалтере, который научился создавать музыку силой мысли.

Напомним, весной СМИ сообщили, что стартап экс-президента Neuralink испытает на людях биогибридный чип.

Источник: ForkLog