Τα εγκεφαλικά κύματα της ομιλίας σε γραπτές προτάσεις κατάφεραν να μετατρέψουν ειδικοί, στο πλαίσιο ενός ερευνητικού προγράμματος που στοχεύει μελλοντικά να βοηθήσει τους πάσχοντες από βαριές αναπηρίες να επικοινωνούν με το περιβάλλον.
Η πρωτοποριακή εργασία, που δημοσιεύθηκε στο Nature, είναι η πρώτη που αποδεικνύει ότι η πρόθεση εκφοράς συγκεκριμένων φράσεων μπορεί να εξαχθεί από την εγκεφαλική δραστηριότητα και να μετατραπεί με ταχύτητα σε γραπτές προτάσεις, έτσι ώστε να συμβαδίζει με τη φυσική συζήτηση. Στην παρούσα μορφή, το λογισμικό που διαβάζει την εγκεφαλική δραστηριότητα λειτουργεί μόνο για κάποιες προτάσεις που έχει εκπαιδευθεί να αποκωδικοποιεί. Ωστόσο, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αποτελεί εφαλτήριο για τη δημιουργία ενός ισχυρότερου συστήματος που θα μπορεί, σε πραγματικό χρόνο, να αποκωδικοποιεί τις λέξεις που ο ασθενής επιθυμεί να εκφέρει.
Οι ιατροί του πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Σαν Φρανσίσκο ανέλαβαν να φέρουν εις πέρας την πρόκληση, ελπίζοντας στη δημιουργία ενός προϊόντος που θα επιτρέπει σε ασθενείς να επικοινωνούν καλύτερα, από ό,τι συμβαίνει σήμερα, με τις υπάρχουσες συσκευές που «αιχμαλωτίζουν» τις κινήσεις των οφθαλμών και τους μυϊκούς σπασμούς, προκειμένου να ελέγξουν ένα εικονικό πληκτρολόγιο. Η εργασία, που χρηματοδοτήθηκε από το Facebook, κατέστη δυνατή χάρη σε τρεις επιληπτικούς ασθενείς, οι οποίοι επρόκειτο να υποβληθούν σε νευροχειρουργική επέμβαση για τη θεραπεία της πάθησής τους. Προτού οι ειδικοί προχωρήσουν στις εγχειρήσεις, τοποθέτησαν και στους τρεις μικροσκοπικά ηλεκτρόδια απευθείας πάνω στον εγκέφαλο, επί μία εβδομάδα, προκειμένου να χαρτογραφήσουν την προέλευση των επιληπτικών κρίσεων. Κατά τη διάρκεια της παραμονής τους στο νοσοκομείο, οι ασθενείς, που μπορούσαν να μιλήσουν φυσιολογικά, συμφώνησαν να συμμετάσχουν στην έρευνα. Οι ειδικοί χρησιμοποίησαν τα ηλεκτρόδια για να καταγράψουν την εγκεφαλική δραστηριότητα τη στιγμή που στους αρρώστους τέθηκαν εννιά ερωτήσεις, όπως και ενώ διάβαζαν μία λίστα 24 πιθανών απαντήσεων.
Με αυτές τις καταγραφές, η ερευνητική ομάδα δημιούργησε πρότυπα ηλεκτρονικών υπολογιστών, τα οποία εκπαιδεύθηκαν να συνταιριάζουν συγκεκριμένα πρότυπα εγκεφαλικής δραστηριότητας με τις ερωτήσεις που άκουγαν οι ασθενείς και τις απαντήσεις που έδιναν.
Το ποσοστό επιτυχίας
Από τη στιγμή που το λογισμικό εκπαιδεύθηκε, κατάφερε να αναγνωρίσει σχεδόν αυτόματα και με μόνο δεδομένο τα εγκεφαλικά κύματα, ποια ήταν η ερώτηση που άκουγε ο ασθενής και ποια η απάντηση που έδινε, με ακρίβεια 76% και 61% αντιστοίχως. Παρότι το σύστημα ακόμα είναι υποτυπώδες, επέτρεψε στους ασθενείς να απαντήσουν εγκεφαλικά σε ερωτήσεις σχετικά με τη μουσική που τους αρέσει, πόσο καλά ένιωθαν, κατά πόσον το δωμάτιό τους ήταν πολύ ζεστό ή πολύ κρύο, πολύ φωτεινό ή πολύ σκοτεινό και πότε θα ήθελαν να επανεξεταστούν.
Τα εμπόδια που πρέπει να υπερκεραστούν είναι πολλά. Μία σημαντική πρόκληση είναι να καταφέρει το σύστημα να μεταφράσει τα εγκεφαλικά σήματα σε πραγματικό χρόνο. Αυτό απαιτεί τη δημιουργία αλγορίθμων που θα εκπαιδευθούν σε έναν τεράστιο όγκο ομιλούμενης γλώσσας και των αντίστοιχων στοιχείων εγκεφαλικών σημάτων, που φυσικά μπορεί να διαφέρουν από ασθενή σε ασθενή.
Ενας άλλος στόχος είναι η ανάγνωση του «φανταστικού λόγου», των προτάσεων δηλαδή που αναπαράγουμε αποκλειστικά στον νου μας. Επί του παρόντος, το σύστημα διαβάζει τα εγκεφαλικά σήματα που αποστέλλονται προκειμένου να κινηθούν τα χείλη, η γλώσσα, το σαγόνι και ο λάρυγγας, η μηχανή του λόγου. Ωστόσο, σε κάποιους ασθενείς με σοβαρά τραύματα ή νευροεκφυλιστικές νόσους του εγκεφάλου, είναι πιθανό αυτά τα σήματα να μην αρκούν, οπότε θα χρειαστούν πιο πολύπλοκοι μέθοδοι ανάγνωσης των προτάσεων που σχηματίζονται στον εγκέφαλο.
