17.06.2026 05:30
Американские учёные разработали интерфейс «мозг — компьютер», который позволил парализованному пациенту с боковым амиотрофическим склерозом снова обща…
Американские учёные разработали интерфейс «мозг — компьютер», который позволил парализованному пациенту с боковым амиотрофическим склерозом снова общаться с окружающими. Система преобразует сигналы мозга, возникающие при попытке произнести слова, в текст и синтезированную речь.
Исследовательская группа Калифорнийского университета в Дейвисе под руководством Николаса Карда имплантировала 45-летнему пациенту 256 электродов. Они фиксируют активность участка мозга, отвечающего за координацию речи, и передают данные системе, которая расшифровывает их как фонемы, слова и фразы.
Пациентом стал Кейси Харрелл, страдающий боковым амиотрофическим склерозом. Это заболевание, которым также болел Стивен Хокинг, поражает нервные клетки, отвечающие за движение, и со временем может лишить человека способности ходить, пользоваться руками и говорить.
В июле 2023 года нейрохирург Дэвид Брандман имплантировал Харреллу четыре массива микроэлектродов в левую прецентральную извилину. После активации системы пациент смог произносить задуманную речь уже через несколько минут.
«Мы фиксируем их попытки двигать мышцами и говорить. По сути, мы улавливаем эти сигналы и преобразуем их в фонемы — слоги или речевые единицы, а затем в слова, которые они пытаются произнести», — объяснил нейробиолог Сергей Ставиский.
На первом этапе системе понадобилось около 30 минут обучения, чтобы достичь точности распознавания слов 99,6% при словаре из 50 слов. Затем словарь расширили до 125 тысяч слов, и после 1,4 часа обучения точность составила 90,2%. После дальнейшего сбора данных показатель вырос до 97,5%.
Расшифрованные слова появлялись на экране и затем озвучивались компьютером. Для синтеза речи использовался голос, похожий на голос Харрелла до развития болезни: его восстановили на основе старых аудиозаписей.
По словам Ставиского, когда систему впервые запустили, Харрелл заплакал от радости, увидев на экране слова, которые пытался произнести. «Мы все плакали от радости», — сказал учёный.
После 280 дней тренировок пациент начал использовать интерфейс дома. Он самостоятельно общался с семьёй, друзьями и врачами, мог управлять курсором и выходить в интернет.
За 19 месяцев Харрелл пользовался системой в среднем по 9,5 часа в день. За это время он произнёс более 183 тысяч предложений — почти 2 млн слов — со средней скоростью 56 слов в минуту. По собственной оценке пациента, 92% фраз были как минимум частично правильными.
В исследовании также описаны 84 сессии сбора данных за 32 недели. В общей сложности Харрелл использовал речевой интерфейс более 248 часов для общения лично и по видеосвязи.
«Невозможность общаться очень расстраивает и деморализует. Ты как будто в ловушке. Подобные технологии помогут людям вернуться к жизни и обществу», — сказал Харрелл.
Нейрохирург Дэвид Брандман назвал систему самым точным речевым нейропротезом из существующих. По его словам, технология даёт надежду людям, которые хотят говорить, но не могут.
Сурджо Сукадар из берлинской клиники «Шарите» назвал работу американских исследователей важной вехой. Он отметил, что прежние исследования в основном показывали возможности таких систем в лаборатории, а этот случай демонстрирует длительное и во многом самостоятельное использование интерфейса в повседневной жизни.
👉Подписаться на канал
Исследовательская группа Калифорнийского университета в Дейвисе под руководством Николаса Карда имплантировала 45-летнему пациенту 256 электродов. Они фиксируют активность участка мозга, отвечающего за координацию речи, и передают данные системе, которая расшифровывает их как фонемы, слова и фразы.
Пациентом стал Кейси Харрелл, страдающий боковым амиотрофическим склерозом. Это заболевание, которым также болел Стивен Хокинг, поражает нервные клетки, отвечающие за движение, и со временем может лишить человека способности ходить, пользоваться руками и говорить.
В июле 2023 года нейрохирург Дэвид Брандман имплантировал Харреллу четыре массива микроэлектродов в левую прецентральную извилину. После активации системы пациент смог произносить задуманную речь уже через несколько минут.
«Мы фиксируем их попытки двигать мышцами и говорить. По сути, мы улавливаем эти сигналы и преобразуем их в фонемы — слоги или речевые единицы, а затем в слова, которые они пытаются произнести», — объяснил нейробиолог Сергей Ставиский.
На первом этапе системе понадобилось около 30 минут обучения, чтобы достичь точности распознавания слов 99,6% при словаре из 50 слов. Затем словарь расширили до 125 тысяч слов, и после 1,4 часа обучения точность составила 90,2%. После дальнейшего сбора данных показатель вырос до 97,5%.
Расшифрованные слова появлялись на экране и затем озвучивались компьютером. Для синтеза речи использовался голос, похожий на голос Харрелла до развития болезни: его восстановили на основе старых аудиозаписей.
По словам Ставиского, когда систему впервые запустили, Харрелл заплакал от радости, увидев на экране слова, которые пытался произнести. «Мы все плакали от радости», — сказал учёный.
После 280 дней тренировок пациент начал использовать интерфейс дома. Он самостоятельно общался с семьёй, друзьями и врачами, мог управлять курсором и выходить в интернет.
За 19 месяцев Харрелл пользовался системой в среднем по 9,5 часа в день. За это время он произнёс более 183 тысяч предложений — почти 2 млн слов — со средней скоростью 56 слов в минуту. По собственной оценке пациента, 92% фраз были как минимум частично правильными.
В исследовании также описаны 84 сессии сбора данных за 32 недели. В общей сложности Харрелл использовал речевой интерфейс более 248 часов для общения лично и по видеосвязи.
«Невозможность общаться очень расстраивает и деморализует. Ты как будто в ловушке. Подобные технологии помогут людям вернуться к жизни и обществу», — сказал Харрелл.
Нейрохирург Дэвид Брандман назвал систему самым точным речевым нейропротезом из существующих. По его словам, технология даёт надежду людям, которые хотят говорить, но не могут.
Сурджо Сукадар из берлинской клиники «Шарите» назвал работу американских исследователей важной вехой. Он отметил, что прежние исследования в основном показывали возможности таких систем в лаборатории, а этот случай демонстрирует длительное и во многом самостоятельное использование интерфейса в повседневной жизни.
👉Подписаться на канал