Άτομα με σύνδρομο εγκλεισμού επικοινωνούν τις σκέψεις τους ξανά, μετά από καιρό

Άτομα με σύνδρομο εγκλεισμού επικοινωνούν τις σκέψεις τους ξανά, μετά από καιρό Facebook Twitter
Μία παράλυτη γυναίκα, αδύναμη να κινήσει τους περισσότερους μύες του σώματος της, λόγω Αμυοτροφικής Πλευρικής Σκλήρυνσης (ALS) ελέγχει τον κέρσορα διαμέσου ενός εμφυτευμένου τσιπ στον εγκέφαλό της.
1

«Τι σου αρέσει περισσότερο όταν ταξιδεύεις στο Grand Canyon;», ρώτησαν οι ερευνητές του Stanford.

Ένας κέρσορας μετακινείται διστακτικά σε μια οθόνη υπολογιστή, εμφανίζεται ένα εικονικό πληκτρολόγιο και, ένας-ένας, επιλέγονται αλφαβητικοί χαρακτήρες.

«Απολαμβάνω την ομορφιά!».

Μία παράλυτη γυναίκα, αδύναμη να κινήσει τους περισσότερους μύες του σώματος της, λόγω Αμυοτροφικής Πλευρικής Σκλήρυνσης (ALS)- νόσος η οποία κατέστη ευρύτερα γνωστή με το Ice Bucket Challenge-, ελέγχει τον κέρσορα διαμέσου ενός εμφυτευμένου τσιπ στον εγκέφαλό της.

Ήταν μία εκ των τριών συμμετεχόντων στη διεξαγωγή έρευνας, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό eLife, διανοίγοντας νέους ορίζοντες στην αξιοποίηση συστημάτων διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή, από ανθρώπους με παράλυση.

Όταν τα συστήματα διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή μετεξελιχθούν, θα είναι δυνατό να αξιοποιηθούν και για τον έλεγχο άλλων εργασιών εκτός της πληκτρολόγησης/επικοινωνίας, όπως στην κίνηση αναπηρικών αμαξιδίων, ρομποτικών βραχιόνων, ή ακόμα και σε ηλεκτρόδια που θα διεγείρουν τους αντίστοιχους παραλυμένους μύες.

Ένας άλλος συμμετέχων, 64χρονος με παράλυση λόγω κάκωσης στο νωτιαίο μυελό, σημείωσε νέο ρεκόρ ταχύτητας στην εικονική πληκτρολόγηση, επικοινωνώντας περισσότερες από 8 λέξεις ανά λεπτό!

Ο ρυθμός αυτός είναι 4 φορές ταχύτερος από το προηγούμενο ρεκόρ, αναφέρει ο νευροχειρουργός Jaimie Henderson, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας του Stanford, η οποία συνιστά μέρος της πολυ-πανεπιστημιακής κοινοπραξίας BrainGate. Περαιτέρω βελτιώσεις στο εικονικό περιβάλλον και το λογισμικό αυτόματης συμπλήρωσης (όπως αυτό που χρησιμοποιείται στα smartphones) αναμένεται να ενισχύσει την απόδοση του συστήματος διεπαφής.

Η διάταξη είναι ακόμη πειραματική και δεν ενδείκνυται για ευρεία κλινική χρήση. Υπάρχουν σημαντικές προκλήσεις που η επιστημονική κοινότητα οφείλει να υπερκεράσει. Επί παραδείγματι, η αποστολή δεδομένων πραγματοποιείται από μία διάταξη που τοποθετείται στο κεφάλι και συνδέεται με το εμφυτευμένο τσιπ στον εγκέφαλο, αλλά και με τον υπολογιστή. Ευτυχώς, η ομάδα του Henderson, εργάζεται εντατικά για την περαιτέρω βελτίωση της διάταξης, ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί και στην καθημερινή ζωή αυτών των ανθρώπων και όχι μόνο στο εργαστήριο.

Άτομα με σύνδρομο εγκλεισμού επικοινωνούν τις σκέψεις τους ξανά, μετά από καιρό Facebook Twitter
Ταχεία η εξέλιξη στο πεδίο διεπαφής ηλεκτρονικών επεξεργαστών με τον εγκέφαλο.

Οι συμμετέχοντες όταν εξοικειώθηκαν με τη χρήση των νέων δυνατοτήτων τους, δήλωσαν ότι ήταν τόσο εύκολο να ελέγξουν τον κέρσορα, που η προσπάθεια δεν ήταν πλέον συνειδητή.

Η λήψη της απόφασης για μία χειρουργική επέμβαση στον εγκέφαλο δεν είναι καθόλου εύκολη, πόσω μάλλον, όταν ο σκοπός είναι η εμφύτευση ενός τσιπ. Εξαιτίας αυτής της διστακτικότητας, οι ερευνητές προέβησαν σε δημοσκόπηση παραπληγικών ανθρώπων και διαπίστωσαν, ότι η προθυμία τους να χρησιμοποιήσουν μια τεχνολογία διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή, εξαρτάται από το εάν η αποστολή δεδομένων θα ήταν ασύρματου τύπου και αν θα ήταν εφικτό να επικοινωνήσουν περισσότερες από 2 λέξεις ανά λεπτό.

Το σύστημα διεπαφής λειτουργεί ως εξής: Το μικροσκοπικό εμφύτευμα, που έχει μέγεθος ενός μικρού δισκίου ασπιρίνης, εισάγεται στον κινητικό φλοιό, το τμήμα του εγκεφάλου που ελέγχει τις εθελούσιες κινήσεις. Μία συστοιχία από ηλεκτρόδια καταγράφουν τα ηλεκτρικά σήματα των νευρικών κυττάρων, που πυροδοτούν όταν κάποιος σκέφτεται την κίνηση που επιθυμεί να πραγματοποιήσει, ακόμη κι αν αυτό δεν είναι εφικτό λόγω της παράλυσης. Ακολούθως, ένα λογισμικό αποκωδικοποίησης, που ανέπτυξε η κοινοπραξία BrainGate, επεξεργάζεται τα σήματα και τα ερμηνεύει σε εντολές κίνησης του κέρσορα στην οθόνη του υπολογιστή.

Για να λειτουργήσει σωστά το σύστημα διεπαφής, οι ερευνητές ζήτησαν από τους συμμετέχοντες να σκεφτούν ορισμένες κινήσεις, διαφορετικές κάθε φορά, ώστε να καταγράψουν τα σήματα και να εκπαιδεύσουν τον αποκωδικοποιητή σε μία σωστή και αξιόπιστη ερμηνεία.

Στη συνέχεια, ο κάθε συμμετέχων εφηύρε το δικό του τρόπο να ελέγχει το σύστημα, σκεπτόμενος μια διαφορετική κίνηση. Η γυναίκα που έπασχε από τη νόσο ALS φαντάστηκε να μετακινεί το δείκτη και τον αντίχειρα της, για να ελέγξει τη διεύθυνση αριστερά-δεξιά και πάνω-κάτω στη μετακίνηση του κέρσορα. Ο άνδρας με την κάκωση στον νωτιαίο μυελό φαντάστηκε να κινεί ολόκληρο το χέρι του, σαν να προσπαθεί να μετακινήσει ένα αντικείμενο σε τραπέζι.

Το πειραματικό σχήμα βασίστηκε σε δύο προηγούμενες εργασίες της ομάδας του Henderson, οι οποίες περιελάμβαναν τόσο ανθρώπους, όσο και πιθήκους. Στην πρώτη μελέτη, του 2015, οι ερευνητές παρουσίασαν έναν νέο αλγόριθμο αποκωδικοποίησης, που ήταν αποτελεσματικότερος στην πρόβλεψη της κατεύθυνσης του κέρσορα, ενώ στη δεύτερη, το 2016, ακολούθησε ο έλεγχος της λειτουργίας του σε πιθήκους, ώστε να βελτιωθεί η ικανότητα του αλγορίθμου να αναγνωρίζει όχι μόνο την κατεύθυνση του κέρσορα, αλλά και το εάν ο χρήστης ήθελε να κάνει κλικ.

Το καινοτόμο στοιχείο σε αυτή τη μελέτη, εκτός του βελτιωμένου αλγορίθμου, ήταν η φύση των ερωτήσεων, που ήταν πιο γενική και επέτρεπε ελεύθερες απαντήσεις. Ήταν αμφίβολο εάν αυτή η στρατηγική θα λειτουργούσε στην πράξη, καθότι η σκέψη της κίνησης και η απόφαση για το εάν όντως θα πραγματοποιηθεί, γίνονται σχεδόν ταυτόχρονα, και αυτό θα μπορούσε να προκαλέσει παρεμβολές στην αποκωδικοποίηση των σημάτων. Παρά ταύτα, ο αποκωδικοποιητής αποδείχθηκε ικανός να διακρίνει τη γνησιότητα των εντολών για εθελούσια κίνηση, σηματοδοτώντας ένα άλμα άνευ προηγουμένου προς την πρακτική υλοποίηση της τεχνολογίας, εντός της καθημερινής ζωής των ανθρώπων.

Βέβαια, όπως προαναφέραμε, εξακολουθούν να υφίστανται περιορισμοί για την άμεση εφαρμογή του στην κλινική πράξη. Οι ερευνητές του BrainGate στοχεύουν, ιδανικά, σε μία διάταξη πλήρως εμφυτεύσιμη, με ασύρματη μετάδοση δεδομένων, και ο αποκωδικοποιητής να μην απαιτεί συχνή επαναβαθμονόμηση για να λειτουργεί σωστά.

Όταν τα συστήματα διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή μετεξελιχθούν, θα είναι δυνατόν να αξιοποιηθούν και για τον έλεγχο άλλων εργασιών εκτός της πληκτρολόγησης/επικοινωνίας, όπως στην κίνηση αναπηρικών αμαξιδίων, ρομποτικών βραχιόνων, ή ακόμα και σε ηλεκτρόδια που θα διεγείρουν τους αντίστοιχους παραλυμένους μύες.

Υ.Γ.: Κάθε φορά που διαβάζω για μία τέτοια έρευνα, νιώθω πόσο αληθινά εφικτό είναι να ταυτίζεσαι συναισθηματικά με την ενδεχόμενη πραγμάτωση της ευτυχίας του άλλου, να το επιθυμείς με όλη τη δύναμη της ψυχής σου. Είθε η επιστήμη να απελευθερώσει όλους τους ανθρώπους, απ' όσα δεσμά άδικα τους καθηλώνουν σε μια πραγματικότητα αναντίστοιχη των ονείρων/στόχων τους.

Follow me on Facebook

 

Τech & Science
1

ΣΧΕΤΙΚΑ ΑΡΘΡΑ

ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ

ALS: Η νόσος που αντιμετώπιζε ο Γεράσιμος Μιχελής

Τech & Science / Τι είναι το ALS, η νόσος που αντιμετώπιζε ο Γεράσιμος Μιχελής

Η Αμυοτροφική Πλευρική Σκλήρυνση ή νόσος του κινητικού νευρώνα, με την οποία εξοικειώθηκε μεγάλη μερίδα του κόσμου μέσα από την περίπτωση του Στίβεν Χόκινγκ - Τα πρώιμα συμπτώματα και οι πιθανότητες επιβίωσης
LIFO NEWSROOM
Πρωτεΐνες στο ανθρώπινο σώμα αποκαλύπτουν προειδοποιητικά σημάδια για τη νόσο Αλτσχάιμερ και το Πάρκινσον

Τech & Science / Πρωτεΐνες στο ανθρώπινο σώμα αποκαλύπτουν προειδοποιητικά σημάδια για τη νόσο Αλτσχάιμερ και το Πάρκινσον

Η ανάλυση μεγάλου συνόλου βιολογικών δεδομένων αποκαλύπτει στοιχεία που θα βοηθήσουν στην ανίχνευση και την καταπολέμηση νευροεκφυλιστικών παθήσεων
LIFO NEWSROOM
Οι «πυραμίδες της Πολωνίας»: Ανακαλύφθηκαν προϊστορικοί μεγαλιθικοί τάφοι 5.500 Ετών

Τech & Science / Οι «πυραμίδες της Πολωνίας»: Ανακαλύφθηκαν προϊστορικοί μεγαλιθικοί τάφοι 5.500 ετών

Αρχαιολόγοι στην Πολωνία έφεραν στο φως δύο εντυπωσιακά μεγαλιθικά ταφικά μνημεία ηλικίας άνω των 5.500 ετών - Οι «Πυραμίδες της Πολωνίας» αποκαλύπτουν μυστικά της Νεολιθικής Ευρώπης
LIFO NEWSROOM
Ανησυχία για το συγκρότημα που έφτιαξε η τεχνητή νοημοσύνη και σαρώνει στο Spotify

Τech & Science / Ανησυχία στη μουσική βιομηχανία για την μπάντα που έφτιαξε η τεχνητή νοημοσύνη και σαρώνει στο Spotify

Παρά τις αυξανόμενες πιέσεις για ρύθμιση, δεν υπάρχει ακόμη σαφές νομικό πλαίσιο που να υποχρεώνει τις πλατφόρμες να ενημερώνουν το κοινό για το αν η μουσική είναι δημιουργία AI
LIFO NEWSROOM
Μαύρες τρύπες: Οι επιστήμονες εντόπισαν τη μεγαλύτερη συγχώνευση που έγινε ποτέ

Τech & Science / Μαύρες τρύπες: Οι επιστήμονες εντόπισαν τη μεγαλύτερη συγχώνευση που έγινε ποτέ

Οι δύο μαύρες τρύπες, η καθεμία με μάζα 100 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου, άρχισαν να περιστρέφονται η μία γύρω από την άλλη πριν από πολύ καιρό και τελικά συγκρούστηκαν, σχηματίζοντας μια ακόμη μεγαλύτερη μαύρη τρύπα
LIFO NEWSROOM
Αρχαίες πρωτεΐνες 29 εκατομμυρίων ετών αλλάζουν όσα ξέραμε για την εξέλιξη των ειδών

Τech & Science / Αρχαίες πρωτεΐνες 29 εκατομμυρίων ετών αλλάζουν όσα ξέραμε για την εξέλιξη των ειδών

Επιστήμονες ανέκτησαν πρωτεΐνες ηλικίας έως 29 εκατομμυρίων ετών από σμάλτο δοντιών απολιθωμάτων - Νέες ανακαλύψεις φωτίζουν τη διατροφή, το περιβάλλον και την εξέλιξη εξαφανισμένων ειδών
LIFO NEWSROOM
Επαναστατική ανακάλυψη: Εντερικά μικρόβια απομακρύνουν «παντοτινά χημικά» από το σώμα

Τech & Science / Επαναστατική ανακάλυψη: Εντερικά μικρόβια απομακρύνουν «παντοτινά χημικά» από το σώμα

Νέα έρευνα του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ δείχνει ότι συγκεκριμένα εντερικά μικρόβια απορροφούν επικίνδυνες χημικές ουσίες Pfas και τις αποβάλλουν μέσω των κοπράνων - Έρχεται νέο προβιοτικό συμπλήρωμα
LIFO NEWSROOM
Επιστήμονες εντόπισαν κομήτη που ένδεχεται να είναι παλαιότερος από τον Ήλιο

Τech & Science / Επιστήμονες εντόπισαν κομήτη που ενδέχεται να είναι παλαιότερος από τον Ήλιο

«Υπάρχει περίπου 66% πιθανότητα αυτός ο κομήτης να είναι παλαιότερος από το ηλιακό μας σύστημα και να περιπλανιέται στο διαστρικό διάστημα από τότε», σημείωσε ένας από τους επιστήμονες που συμμετείχαν στην ανακάλυψη
LIFO NEWSROOM

σχόλια

1 σχόλια