uutiset

ALS varasti hänen kielitaitonsa, ja aivojen ja tietokoneiden välisen käyttöliittymän tekoäly auttoi häntä saamaan sen takaisin

2024-08-16

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Keskity

Tencent Technology News, 16. elokuuta, ulkomaisten tiedotusvälineiden mukaan kokeilussa, joka ylitti odotukset, lääkärit istuttivat aivo-tietokoneliitäntälaitteen Harrellin, ALS-potilaan, aivoihin ja onnistuivat vangitsemaan sen, mitä hän yritti ilmaista tarkoitus. Edistynyttä tekoälyteknologiaa käytettiin sitten tuottamaan tulos, joka oli erittäin lähellä Harrellin alkuperäistä ääntä, saavutus, joka toi uutta toivoa potilaille, joilla on puheviestintähäiriöitä.

Aivoimplantit tarjoavat toivoa ALS-potilaille, jotka menettävät puhekykynsä

Amyotrofinen lateraaliskleroosi (ALS), joka tunnetaan myös nimellä amyotrofinen lateraaliskleroosi, vaikuttaa hermosoluihin, jotka ohjaavat liikettä koko kehossa. Sairaus johtaa siihen, että potilaat menettävät vähitellen kyvyn seistä, kävellä ja käyttää raajojaan. Joskus se voi myös aiheuttaa sen, että potilaat menettävät puheen käyttämien lihasten hallinnan ja siten kyvyn kommunikoida suullisesti.

Kun Casey Harrell sai ALS-sairauden neljä vuotta sitten, hän menetti vähitellen kykynsä olla läheisessä vuorovaikutuksessa vaimonsa ja tyttärensä kanssa – vaimonsa kanssa kävelemisestä, tyttärensä pitämisestä sylissään kirjan sivujen kääntämiseen. Hänen vaimonsa Levana Saxon kuvaili tautia "varkaaksi yössä", joka ryösti häneltä hiljaa kaiken.

Harrellille, joka oli silloin 46, mikään ei ollut sydäntäsärkevämpää kuin puhekyvyn menettäminen. Sitä ennen hän lauloi tyttärelleen viimeisen lämpimän nukkumaanmenon lastenlaulun ja soitti Whitney Houstonin klassikot viimeisen kerran karaokessa. Sain valmiiksi viimeisen itsenäisen Zoom-esitykseni urallani ilmastoaktivistina.

Viime vuoden heinäkuussa tapahtui kuitenkin äkillinen käänne parempaan. Kalifornian yliopiston Davisin lääkäriryhmä istutti kirurgisesti elektrodeja Harrellin aivoihin purkaakseen hänen ajatuksensa ja palauttaakseen hänen kykynsä kommunikoida suullisesti. Muutos tekee hänestä uusimman koehenkilön huippuluokan tieteellisellä alalla, joka houkuttelee useita hyvin rahoitettuja yrityksiä, mukaan lukien Elon Muskin Neuralink, jotka työskentelevät yhdessä yhdistääkseen ihmisaivot suoraan tietokoneisiin.

New England Journal of Medicine -lehdessä äskettäin julkaistussa rohkaisevassa raportissa tutkijat huomauttavat, että Harrellin kokeelliset tulokset ylittivät huomattavasti odotukset, asettaen uuden standardin implantoitaville puhedekoodereille ja korostavat tällaisten laitteiden etuja puhehäiriöiden hoidossa.

Vaikka Edward Chang, Kalifornian yliopiston San Franciscon neurokirurgian asiantuntija, ei ollut suoraan mukana Harrellin hoidossa, hän valitti: "Tämä on epäilemättä jännittävä kehitys, A muutama vuosi sitten tällainen tekniikka oli vielä vain tieteisfiktiota, mutta nyt sitä on "toisteltu nopeasti ja parannettu päivä päivältä".

Pystyy tunnistamaan 6000 sanaa 97,5 %:n tarkkuudella

Hoitoryhmä istutti neljä elektrodiryhmää, jotka näyttävät pieniltä kynsilevyiltä, ​​Harrellin aivokuoreen. Tämä oli kaksi kertaa niin paljon kuin toisessa hiljattain tehdyssä ALS-potilaiden puhealueen implantteja koskevassa tutkimuksessa. Joka kerta kun Harrell yrittää tuottaa ääntä huultensa, leukansa ja kielensä hienovaraisilla liikkeillä, kunkin ryhmän 64 kärkeä sieppaavat tarkasti hermosolujen sähköiset signaalipulssit tukemaan hänen tarkoituksensa dekoodaamista.

Kolme viikkoa leikkauksen jälkeen tutkijaryhmä kokoontui Harrellin olohuoneeseen Kalifornian Oaklandissa suorittamaan ennennäkemättömän "liitosseremonian" – yhdistäen herkät implantit saumattomasti sarjaan huipputeknisiä tietokoneita älykkäiden kaapeleiden avulla yhdistetty kahteen metallipilariin, jotka ulottuvat Harrellin kallosta.

Lyhyen tietokoneharjoittelun jälkeen järjestelmä hallitsi nopeasti Harrellin puhemallit, ja implantti onnistui välittömästi 50 sanan testissä tallentamalla ja jäsentäen hänen aikomuksensa 99,6 %:n tarkkuudella.

Tämä yllättävä vaikutus pakotti tutkijat tarkastelemaan tutkimuspolkuaan uudelleen ja jopa poistamaan ennalta määrätyn vaiheen alustavasta analyysiprosessista. Kun Harrell yritti kysyä "Mitä hyötyä?"

Tarkkailijoille sanat "miten" ja "hyvä" Harrellin suussa voivat silti olla epäselviä, mutta elektrodeille, jotka tunkeutuvat syvälle hänen aivojen hermosoluihin ja ovat niihin läheisesti yhteydessä, nämä sanat ovat hyvin selkeitä. Näytöllä sana sanalta hän heijasti tarkasti sanat, joita hän aina halusi ilmaista syvällä sydämessään.

Laite kiertää taitavasti Harrellin taudin rajoittamat kasvolihakset ja napauttaa sen sijaan suoraan hänen motoriseen aivokuoreen, josta sanalliset käskyt tulevat alun perin. Sergey Stavisky, Kalifornian yliopiston Davisin neurotieteen edelläkävijä, sanoi: "Tärkein läpimurto on istuttaa tarkasti kehittyneempiä ryhmiä aivojen kielikeskukseen, mikä saavuttaa ennennäkemättömän tarkkuuden."

Seuraavana päivänä järjestelmä osoitti hämmästyttävän kykynsä, sillä se pystyi tunnistamaan yli 125 000 sanaa 90 %:n tarkkuudella ja ensimmäistä kertaa onnistuneesti rakentamaan lauseen, jota Harrell ajatteli ja ilmaisi täysin itsenäisesti. Vielä hämmästyttävämpää on, että nämä lauseet välitetään äänellä, joka on lähellä Harrellin omaa, kiitos tutkimusryhmän syvällisen simuloinnin ja hänen sairautta edeltäneiden puheominaisuuksiensa palauttamisen podcast-haastattelujen ja vanhojen äänitteiden avulla.

"Etsin gepardia", Harrell sanoi kerran kliinisten tutkimusten verkoston aikana, jota johti Brownin yliopiston neurotieteilijä ja veteraaniasioiden laitos. Tämä oli ainutlaatuinen ja odottamaton lausunto hänen toinen spontaani ilmaisunsa ja sen ainutlaatuisuus sai jopa tutkijaryhmän tarkistamaan videon, mikä lopulta vahvistettiin hienovaraiseksi poikkeamaksi dekoodausprosessissa.

Tämä odottamaton lause "Etsin gepardia" lähetti kuitenkin hiljaa tärkeän signaalin huoneessa olevalle lääkärille: implantti pystyi vangitsemaan Harrellin persoonallisimmat kielenpalat - kävi ilmi, että se oli hänen tyttärensä Aya (Aya) on juuri palannut kotiin vaihtanutaan gepardiksi ja inspiroinut isänsä halua osallistua hänen lapsellisiin fantasioihinsa. Sitten Harrell jatkoi: "Ihana tyttäreni, olen odottanut tätä hetkeä liian kauan."

Kun tutkijat jatkavat järjestelmän kouluttamista ja optimointia, sen kyky tunnistaa Harrellin ääni on tullut entistä erinomaisemmaksi. Tutkimukset osoittavat, että kahdeksan kuukauden aikana Harrell puhui onnistuneesti lähes 6 000 ainutlaatuista sanaa, kun taas laite säilytti 97,5 %:n tarkkuuden, mikä ylitti monien älypuhelinten puhetranskriptiosovellusten suorituskyvyn Aiempaan tutkimukseen verrattuna se on saavuttanut laadukkaan harppaus. Aiemmissa tutkimuksissa implantin tunnistustarkkuus oli vain noin 75 %, mikä tarkoittaa, että joka neljäs sana saatettiin ymmärtää väärin.

ChatGPT tarjoaa apua ja puhetapa tulee virallisemmaksi

Vaikka Neuralinkin kaltaiset laitteet voivat auttaa kursorin hallintaa, Harrellin implantti on johtanut hänet laajemmalle ja monimutkaisemmalle kieliviestinnän tasolle. Tohtori David Brandman, Harrellin leikkauksen suorittanut neurokirurgi, sanoi: "Tämä tekniikka on kehittynyt tieteellisestä esittelystä jokapäiväiseksi työkaluksi, jonka avulla Casey (Harrell) voi kommunikoida sujuvasti joka päivä. Keskustelut ystävien ja perheen kanssa."

Tämä hyppy johtuu osittainChatGPTja muuta apua kehittyneiltä tekoälyn kielimalleilta. Harrellin implantti voi kaapata välittömästi hermosolujen toiminnan ja muuntaa laukaisukuvioita tarkasti vokaaliksi ja konsonanteiksi.

Äskettäisessä haastattelussa Harrell osoitti tämän prosessin omakohtaisesti: pitkien taukojen aikana tietokone kutoi hänen ajatuksensa lauseiksi hiljaisuudessa, ja hän hienosääti sanoja näytön läpi ohjaten lopulta itseään tekemään äänen. Kuitenkin Harrellin dekoodatut äänet näyttävät muodollisemmilta, koska järjestelmällä on taipumus luoda kokonaisia ​​lauseita. Tutkimusryhmä pyrkii optimoimaan tekoälyalgoritmia, jotta Harrellin ainutlaatuiset ja epätavallisen käytetyt lauseet voidaan tallentaa ja esittää tarkemmin, mikä tekee viestinnästä luonnollisempaa ja sujuvampaa.

Tämä uusi rooli näytti vapauttavan Harrellille pitkään piilossa olleen itsensä. Hän ja hänen kumppaninsa saivat takaisin naurun ja jakoivat elämänilon. Harrell sanoi syvästi, että aivan kuten uuden kielen oppiminen voi stimuloida piilotettuja persoonallisuuden piirteitä, hänen puhedekooderinsa antoi hänelle myös mahdollisuuden saada takaisin ne persoonallisuuselementit, jotka olivat vähitellen haalistuneet sairauden vuoksi, vaikka ne olisivat hieman vääristyneet digitaalisten muunnosten välillä, niin autenttisuus säilyy.

Hän mainitsi, että laite vangitsi ja toisti ajoittain hänen vanhan sävynsä, kuten "mitä kuuluu?", mikä sai hänet nauramaan ja sanoi: "Rakastan tätä kohtausta."

Lisäksi aivoimplantti laajensi myös Harrellin ilmaisuulottuvuutta viestinnässä ja vaikutti myös hänen sanojensa palautteeseen ympärillään. Nyt hän voi vapaasti ilmaista rakkauttaan viisivuotiaalle tyttärelleen Ayalle, ja tämä rakkauden siirto rohkaisee häntä myös avautumaan hänelle enemmän.

Harrell paljasti myös, että hänen luonaan aiemmin käyneet lääkintähenkilöstö ymmärsi usein väärin hänen puhehäiriönsä älyllisestä tai kuulohäiriöstä johtuvaksi, vaikka todellisuus oli kaukana siitä. Nyt he eivät ole vain jatkaneet kommunikointia normaalilla äänenvoimakkuudella, vaan he ovat myös herkempiä ja kunnioittavampia koskettaessaan. Tässä suhteessa, vaikka Harrell tunsi itsensä avuttomaksi, että hänen piti tehdä aivoleikkaus vastineeksi tästä muutoksesta, "mutta olen päättänyt päästää irti."

Implantti inspiroi myös Harrellin kaipuuta palata sosiaaliseen elämään ja hänen halunsa saada uudelleen yhteyttä vanhoihin kaukaisiin ystäviin, ystävyyssuhteisiin, jotka olivat karanneet pois huolen ja ujouden vuoksi. Tällä kertaa Harrell sanoi, että hän "yhdistyisi heidän kanssaan tavalla, joka on heille hyväksyttävä", mikä ylittää pitkään jatkuneen sanattomuuden esteen. "Se opetti minulle anteeksiannon", hän sanoi. "Odotan innolla, että voin kertoa heille, että kaikki on kunnossa ja nyt on aika korjata."

Tulevaisuudessa se saattaa sopia potilaille, joilla on vaikea halvaus

On kyseenalaista, toimiiko implantti potilailla, joilla on vakavampi halvaus. Loppujen lopuksi, vaikka Harrellin kielitaidot olivat jonkin verran huonontuneet, ne eivät olleet täysin kadonneet, mikä lisäsi tutkimuksen monimutkaisuutta.

Lisäksi vaikka tämä tekniikka on osoittautunut merkittäväksi hyödylliseksi, se ei ole tehokkaasti keventänyt ALS-potilaille ja heidän perheilleen kohdistuvaa taloudellista taakkaa. Harrellin vaimo paljasti, että vakuutusyhtiöt kattaisivat hoidon kustannukset vain, jos potilas sai sairaalahoitoa tai lopettaa työskentelyn ja on pätevä Medicaidiin, mikä epäilemättä pahensi muiden potilaiden turhautumista luopumaan elämää pidentävistä hoidoista.

Melanie Fried-Oken, neurologian professori Oregonin terveys- ja tiedeyliopistosta, huomautti, että juuri tämä taloudellinen mekanismi pahentaa vahingossa vammaisten köyhtymistrendiä ja rajoittaa heidän mahdollisuuksiaan käyttää huippuluokan lääketieteellisiä teknologioita, kuten implantteja, ja hyötyä niistä. .

Harrellille on emotionaalisesti monimutkainen kokemus elää maailmassa, jossa teknologia voi yhdistää tietokoneet ja aivot, mutta ei ratkaise kaikkein kiireellisimpiä taloudellisia ongelmia. Hän sanoi suoraan: "Olen yhtä aikaa onnekas ja vihainen!"

Haastattelussa Harrell puhui työtehokkuuden ja itsenäisyyden merkittävästä parantumisesta leikkauksen jälkeen, mikä ei vain tehnyt hänestä ylpeyttä, vaan myös vahvisti hänen päättäväisyyttään edistää implantin käyttöä. Ennen laitteen käynnistämistä joka aamu Harrell toivoo aina herättävänsä järjestelmän erityisellä testilauseella, joka on yleensä syvälle sydämeensä haudattu lyriikka.

Tiedemiehet tekevät lujasti töitä muuttaakseen tämän unelman todeksi. Ennen tätä Harrell yritti "herättää" implantin melodiaan laulamalla joka päivä. Äskettäin hän valitsi Chicago-yhtyeen klassisen vanhan kappaleen, josta hän piti erityisen paljon, ja lausui usein hellästi vaimolleen: "Jos jätät minut nyt, otat pois elämästäni arvokkaimman osan." /Golden Deer)