Uusi mielenlukutekniikka sallii fyysisesti lukittujen kärsivien kommunikoida

Teknologia, jolla ohjataan tietokonetta, jossa käytetään vain ajatuksiasi olemassa jo vuosikymmeniä. Olemme kuitenkin edistyneet vain vähän sen alkuperäisessä tarkoituksessa: auttamassa vakavia vammaisia ​​ihmisiä kommunikoimaan. Tähän asti se on. Uusi tutkimus on osoittanut, että vaihtoehtoinen aivotietokoneen rajapintatekniikka voi auttaa ihmisiä, joilla on "lukittu oireyhtymä", puhumaan ulkomaailmaan. Se on jopa antanut sairastuneille mahdollisuuden ilmoittaa olevansa onnellinen tilanteesta huolimatta.

Degeneratiivisen tilan lopulliset vaiheet tunnetaan nimellä amyotrofinen lateraaliskleroosi (ALS) tai motorisen neuronin tauti, jättää sairastuneille täydellisen lukitun tilan. Lopulta he eivät voi siirtää mihinkään osaan ruumiinsa, ei edes heidän silmänsä, vaikka heidän aivonsa eivät vaikuta. Mutta tiedemiehet ovat yrittäneet käyttää aivotietokoneen rajapintateknologiaa, joka mittaa aivojen sähköistä toimintaa, jotta he voivat kommunikoida.

Yksi syy tähän on se, että on vielä epäselvää, kuinka paljon nämä tavanomaiset aivotietokoneen rajapintajärjestelmät tukeutuvat sähköisiin signaaleihin, jotka muodostuvat silmän lihaksen liikkumisesta. Yksi ALS-kärsijä, joka oli käyttänyt aivotietokoneen käyttöliittymää, kun hän saattoi silti siirtää silmänsä menetti kykyä kommunikoida sen jälkeen, kun se on täysin lukittu. Tämä viittasi siihen, että suurin osa tietokoneen tallentamasta sähkötoiminnasta liittyi tahattomiin silmänliikkeisiin, jotka tapahtuivat, kun hän ajatteli jotakin pikemminkin kuin ajatuksia itse.

Hapen valvonta

Tämän ongelman voittamiseksi kansainvälinen tutkijaryhmä käytti erilaista tapaa havaita hermoston toimintaa, joka mittaa aivojen hapen määrän muutoksia eikä sähköisiä signaaleja. Tutkimus julkaistiin vuonna 2008 PLoS Biology, sisälsi tekniikan, joka tunnetaan nimellä toiminnallinen lähi-infrapunaspektroskopia, joka käyttää valoa veren happitasojen muutosten mittaamiseen. Koska aivojen alueet, jotka ovat aktiivisimpia milloin tahansa, kuluttavat enemmän happea, tämä tarkoittaa sitä, että voit havaita aivojen aktiivisuuden kuvioita hapen vaihteluista.

Tämä tekniikka ei ole yhtä herkkä lihasliikkeille kuin sähkökefalografia (EEG), joita käytetään sähköisen aktiivisuuden mittaamiseen. Tämä tarkoittaa sitä, että uutta menetelmää voitaisiin käyttää auttamaan ALS-sairastuneita kommunikoimaan sekä ennen että sen jälkeen, kun he menettävät koko liikkumismahdollisuutensa, koska se on todennäköisempää vain ajatuksiin liittyvien aivojen aktiivisuuden tallentamiseen.


sisäinen tilausgrafiikka


Tutkimuksessa oli mukana neljä ALS-tautia sairastavaa potilasta, joista kolme ei kyennyt luotettavasti kommunikoimaan hoitajiensa kanssa 2014in jälkeen (viimeinen 2015-alusta lähtien). Käyttämällä uutta aivotietokoneen liitäntätekniikkaa he kykenivät luotettavasti kommunikoimaan hoitajiensa ja perheidensä kanssa usean kuukauden ajan. Tämä on ensimmäinen kerta, kun tämä on ollut mahdollista lukittujen potilaiden kohdalla.

Vapaaehtoiset kysyttiin henkilökohtaisista ja yleisistä tietokysymyksistä, joissa oli tiedossa "kyllä" tai "ei". Aivotietokoneen käyttöliittymä otti vastauksensa oikein 70% ajasta, jonka tutkijat väittivät riittävän osoittamaan, että he eivät vain tallentaneet oikeaa vastausta sattumalta. Vastaavia kokeita EEG: n avulla ei voitettu tämän todennäköisyystason kynnyksellä.

Potilaat pystyivät myös välittämään tunteitaan tilastaan, ja kaikki neljä vastasi toistuvasti "kyllä", kun heiltä kysyttiin, olisivatko he onnellisia useiden viikkojen aikana. Yksi potilas kysyttiin jopa, olisiko hän samaa mieltä siitä, että hänen tyttärensä naimisiin poikaystävänsä kanssa. Pariskunnalle valitettavasti hän sanoi ei. Vapaaehtoiset ovat jatkaneet järjestelmän käyttöä kotona tutkimuksen päätyttyä.

Uraauurtava tutkimus

Kuten tiedän omasta tutkimuksestani, työskentely täysin lukittujen potilaiden kanssa vaatii paljon kovaa työtä. Et voi varmasti tietää, onko käyttäjä ymmärtänyt, miten haluamme, että he antavat vastauksen, jota voimme yrittää havaita. Jos järjestelmä, jota on aiemmin käytetty hyväkuntoisten käyttäjien aivotoiminnan kirjaamiseen, ei toimi lukittujen potilaiden kanssa, on yleistä olettaa, että henkilö, ei kone, on vika, joka ei välttämättä ole tapaus. Lisäksi on lisätty paineita tutkijoille - potilaan perheestä ja itsestään - täyttämään unelma löytää tapa kommunikoida vapaaehtoisten kanssa.

Nämä haasteet tuovat esiin uuden tutkimuksen merkittävän saavutuksen. Se on uraauurtava tutkimus, joka voisi tarjota uuden tien parempien aivojen ja tietokoneiden rajapintateknologian kehittämiseen. Vaikka järjestelmä toistaiseksi sallii vain lukittujen potilaiden antaa vastauksia tai ei, se merkitsee jo suurta parannusta elämänlaatuun.

Ensimmäinen aivotietokoneen käyttöliittymäjärjestelmä on suunniteltu siten, että vammaiset (vaikkei lukittu) käyttäjät voivat kirjoittaa oikeita sanoja ja siten välittää kaikki haluamansa viestit. hidas ja pitkä prosessi. Joten on turvallista olettaa, että uusi tekniikka on vain ensimmäinen askel kohti kehittyneempiä järjestelmiä, jotka mahdollistaisivat kaksisuuntaisen viestinnän, joka ei perustu yksinkertaisiin kysymyksiin.

Vielä tärkeämpää on, että tekniikka on jo palauttanut neljän vuoden mykistyneen henkilön kommunikaatiomahdollisuudet. Kuvittele, miten näiden potilaiden ja heidän perheidensä täytyy tuntea, kun he lopulta pystyivät puhumaan uudelleen. Huolimatta aivojen ja tietokoneliitäntätutkimuksen haasteista, tämän kaltaiset tulokset saavat meidät jatkamaan.

Conversation

Author

Ana Matran-Fernandez, tutkijatohtori, Essexin yliopisto

Tämä artikkeli julkaistiin alunperin Conversation. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat

at InnerSelf Market ja Amazon