Nedávné pokroky v technologii brain-computer interface (BCI) umožnily dvěma lidem s téměř paralýzou psát tak rychle jako chytrý telefon – až 22 slov za minutu. Tento průlom, publikovaný v časopise Nature Neuroscience, je významným krokem k obnovení praktické komunikace pro ty, kteří nemohou používat ruce nebo řeč.
Vývoj rozhraní mozek-počítač
Koncept dekódování mozkových signálů pro ovládání externích zařízení se datuje do 60. let 20. století, kdy byl poprvé prokázán u opic pomocí jednoelektrodových implantátů. V průběhu desetiletí se technologie BCI vyvíjela:
– V roce 2006 BrainGate předvedl ovládání kurzoru a ovládání protetických končetin.
– BrainGate později vylepšil systém pro psaní na virtuální klávesnici, i když rychlost zůstala nízká.
– Jiné výzkumné skupiny studovaly dopředné dekódování z oblastí mozku souvisejících s jazykem.
Klíčovým problémem dřívějších systémů byla rychlost. Předchozí metody psaní založené na mozku se spoléhaly na výběr kurzoru, takže byly mnohem pomalejší než přirozené ruční psaní. Tento nový přístup obchází toto úzké hrdlo.
Jak nový systém funguje
Výzkumníci z BrainGate vycvičili model umělé inteligence, aby rozpoznal zamýšlené pohyby rukou nebo prstů z precentrálního gyru, oblasti mozku, která řídí motorické funkce. Účastníci se pokusili pohnout ochrnutými končetinami, zatímco AI předpovídala odpovídající písmena na standardní QWERTY klávesnici. Systém dosáhl rychlosti 110 znaků za minutu (22 slov za minutu) s nízkou chybovostí 1,6 % na účastníka. Funkční, i když pomalejší, psaní prokázal i druhý účastník s ochrnutím.
Jedná se o významné zlepšení oproti stávajícím metodám. Předchozí systémy BCI dosahovaly rychlosti 18 wpm s vyšší chybovostí nebo 78 wpm s 25% chybou.
Proč na rychlosti záleží
Vědci zdůrazňují, že rychlost komunikace není jen technický ukazatel. „Rychlost komunikace je důležitá, protože účast na konverzaci je důležitá,“ říká Daniel Rubin, spoluautor studie. Pro lidi, kteří ztratili řeč i funkci rukou, je efektivní komunikace zásadní pro udržení sociálních vazeb a zapojení do společnosti. Alternativní metody, jako je sledování očí, jsou pro přirozené interakce příliš pomalé.
Zbývající problémy a budoucí směry
Navzdory pokroku se technologie potýká s omezeními:
– Studie byla provedena pouze se dvěma účastníky.
– Systém vyžaduje k instalaci implantátu invazivní operaci mozku.
– Před každým použitím je nutná kalibrace, podobně jako při ladění hudebního nástroje.
Širší otázkou je, zda je efektivnější dekódování z motorické kůry nebo oblastí souvisejících s řečí. Signály motoru se snáze dekódují, ale oblasti řeči mohou poskytovat vyšší rychlosti. Několik společností, včetně Neuralink, Paradromics a Synchron, vyvíjí komerční BCI, i když široké přijetí závisí na překonání těchto překážek.
Tato technologie poskytuje pohled do budoucnosti, kde paralýza již neznamená ticho. I když je zapotřebí další vylepšení, prokázaná rychlost a přesnost naznačují, že praktické psaní na základě mozku je dosažitelné.
