Yeni bir beyin çipi ALS hastasının yeniden konuşmasını sağladı

İleri ALS hastası yeniden konuşmaya başladı

UC Davis Health'te Blackrock Neurotech ile birlikte geliştirilen yeni bir beyin-bilgisayar arayüzü (BCI), beyin sinyallerini yüzde 97'ye varan doğrulukla konuşmaya çevirebiliyor ve bu da onu türünün en doğru sistemi yapıyor. Araştırmacılar, amiyotrofik lateral skleroz (ALS) nedeniyle ciddi konuşma bozukluğu olan bir hastanın beynine sensörler yerleştirdi. Sistem aktive edildikten sadece dakikalar sonra ise hasta, istediği konuşmayı yapabilmeye başladı.

Lou Gehrig hastalığı olarak da bilinen ALS, vücuttaki hareketi kontrol eden sinir hücrelerini etkiliyor. Hastalık, kişinin ayakta durma, yürüme ve ellerini kullanma yeteneğini kademeli olarak kaybetmesine yol açıyor. Zamanla ise hastalar konuşmak için kullandıkları kasları da kaybetmeye başlıyor.

Yeni teknoloji, felç veya ALS gibi nörolojik rahatsızlıklar nedeniyle konuşamayan kişiler için iletişimi yeniden sağlamalarını mümkün kılıyor. Cihaz, kullanıcı konuşmaya çalıştığında beyin sinyallerini yorumlayabiliyor ve bunları bilgisayar tarafından yüksek sesle 'konuşulan' metne dönüştürebiliyor.

UC Davis beyin cerrahı David Brandman yaptığı açıklamada “BCI teknolojimiz felçli bir adamın arkadaşları, aileleri ve bakıcılarıyla iletişim kurmasına yardımcı oldu. Makalemiz şimdiye kadar bildirilen en doğru konuşma nöroprotezini (cihazını) ortaya koydu.” dedi.

Nasıl çalışıyor?

Geliştirilen BCI cihazı Temmuz 2023'te hastaya implante edildi. Araştırmacılar, 256 elektrottan oluşan dört mikroelektrot dizisini hastanın beyninin konuşmayı koordine eden bölgesine yerleştirdi. Bu elektrotlar aracılığıyla da beynin bu bölgesindeki aktivite tercüme edilebiliyor. Esasında buna benzer BCI cihazları önceden de vardı ancak bunlarda sık sık kelime hataları oluyordu. Zira beyin sinyallerini yorumlayan makine öğrenimi programlarının büyük miktarlarda veriye ihtiyacı bulunuyordu.

Yüksek derecede doğruluk

Ancak UC Davis Health araştırmacıları çeşitli iyileştirmelerle kendi BCI cihazlarının düşünceleri yüzde 97 gibi bir oranda doğru okumasını sağladı. Dahası ekip, Harrell'in ALS hastası olmadan önceki sesine benzeyen bir sesi kullanarak düşünceleri seslendirdi. Bu ses ise Harrell'in ALS öncesi ses örnekleri üzerinde yapay zeka ile eğitildi.

İlk konuşma verisi eğitim oturumunda, sistemin 50 kelimelik bir kelime dağarcığıyla yüzde 99,6 kelime doğruluğuna ulaşması 30 dakika sürdü. İkinci seansta, potansiyel kelime dağarcığının boyutu 125.000 kelimeye çıktı. Sadece 1,4 saatlik ek bir eğitim verisiyle BCI bu büyük ölçüde genişletilmiş kelime dağarcığıyla yüzde 90,2 kelime doğruluğu elde etti. İlerleyen testlerde ise yüzde 97 civarında doğruluk korundu.