新しい脳インプラントシステムにより麻痺した男性の会話が可能に

テクノロジーと神経科学のさらなる進歩に伴い、研究者たちは現在、人間の脳の力を利用するためにさまざまな実験を試みています。そこで、カリフォルニア大学サンフランシスコ校の神経科学者のチームは、発声能力のない麻痺した人が脳の活動を読み取ることによって話すことを可能にするシステムを開発した。

このシステムは、麻痺のある人の脳内に埋め込まれた電極を使用して、話しているときや質問に答えようとしているときの脳活動を記録します。次に、脳からの電気信号をデコードして、完全な形式の文章をコンピューター画面に表示します。

さて、疑問に思っている方のために、それは思っているほど簡単ではありません。このシステムをテストするために、UCSF の研究者らは 、BRAVO1 と呼ばれる 麻痺した男性の言語運動皮質内に高密度電極アレイを外科的に埋め込みました。次に、頭部のポートを介してインプラントをコンピュータ システムに接続しました。

これに続いて、研究者らは数か月間毎日 22 時間を費やして、男性が 「良い」、「家族」、「水」などの一般的な単語 50 個のリストを話そうとして いる間の脳活動を記録しました。録音セッションの後、カスタム ニューラル ネットワーク モデルを使用して神経信号を区別し、BRAVO1 が話しているときにどの単語を言おうとしていたかを検出および特定しました。

次に研究者は参加者に、学習した単語を含むさまざまな短い文を言うように依頼しました。次に、システムは彼の神経学的活動から単語を解読し、完全に形成された文章を画面上に表示します。さらに、研究者たちはBRAVO1との質疑応答セッションも実施し、 「調子はどうですか？」 などの簡単な質問をしました。その反応として、新しい脳集中システムは画面に 「私はとても上手です」 と表示しました。以下の実験のビデオをご覧ください。

研究チームは、完全な文章で話すことができない麻痺した男性の脳活動を技術システムで解読できたのはこれが初めてだと考えている。カリフォルニア大学サンフランシスコ校の神経外科医エドワード・チャン 氏は、「脳の自然な音声機構を利用することで、コミュニケーションを回復できる可能性が大いに期待できる」と話す 。

さらに、この種の以前の実験では 、スペルベースまたは文字ベースのアプローチが使用されていました 。一方、チャン氏のチームは、音声のより自然な側面を利用してシステムが機能するようにしています。 「音声では、私たちは通常、1 分あたり最大 150 語または 200 語という非常に高い速度で情報を伝達します。私たちがここで行っているように、言葉に直接取り組むことには、私たちが普段話す方法に近いため、大きな利点があります」と チャン氏はさらに付け加えた。

ここで、新しい電極ベースのシステムは以前の方法よりも進歩していますが、完全にエラーがないわけではないことに言及する価値があります。 BRAVO1 での実験中、システムは 1 分あたり 15 ワードの場合、中央値 74% の精度で単語をデコードでき、1 分あたり 18 ワードの場合は約 93% の精度に達しました。

今後、UCSF のチームはシステムの改善と精度の向上に努める予定です。研究者らは、このシステムが完全に開発されれば、話す能力を失った不幸な人々のコミュニケーションを完全に回復できると考えている。