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Tencent Technology News, 16 agosto, secondo quanto riportato dai media stranieri, in un esperimento che ha superato le aspettative, i medici hanno impiantato un dispositivo di interfaccia cervello-computer nel cervello di Harrell, un paziente affetto da SLA, e hanno catturato con successo ciò che stava cercando di esprimere linguisticamente intenzione. La tecnologia avanzata dell'intelligenza artificiale è stata quindi utilizzata per generare un output estremamente vicino alla voce originale di Harrell, un risultato che ha portato nuova speranza ai pazienti con disturbi della comunicazione vocale.

Gli impianti cerebrali offrono speranza alle persone affette da SLA che perdono la capacità di parlare

La sclerosi laterale amiotrofica (SLA), nota anche come sclerosi laterale amiotrofica, colpisce le cellule nervose che controllano il movimento in tutto il corpo. La malattia fa sì che i pazienti perdano gradualmente la capacità di stare in piedi, camminare e usare gli arti. A volte può anche far sì che i pazienti perdano il controllo dei muscoli utilizzati per parlare e quindi la capacità di comunicare verbalmente.

Quando Casey Harrell contrasse la SLA quattro anni fa, perse gradualmente la capacità di interagire intimamente con sua moglie e sua figlia: dal camminare con sua moglie, a tenere sua figlia tra le braccia, al semplicemente girare le pagine di un libro. Sua moglie, Levana Saxon, descrisse la malattia come un "ladro nella notte", che lo derubava silenziosamente di tutto.

Per Harrell, allora 46enne, niente era più straziante che perdere la capacità di parlare. Prima di ciò, ha cantato un'ultima calda filastrocca della buonanotte per sua figlia e ha cantato a squarciagola i classici di Whitney Houston per l'ultima volta al karaoke. Ho terminato la mia ultima presentazione Zoom indipendente nella mia carriera di attivista per il clima.

Tuttavia, nel luglio dello scorso anno si è verificata un’improvvisa svolta in meglio. Un team di medici dell'Università della California, Davis, ha impiantato chirurgicamente degli elettrodi nel cervello di Harrell per decodificare i suoi pensieri e ripristinare la sua capacità di comunicare verbalmente. Questa mossa lo rende l'ultimo soggetto di prova in un campo scientifico all'avanguardia che sta attirando una serie di aziende ben finanziate, tra cui Neuralink di Elon Musk, che stanno lavorando insieme per connettere il cervello umano direttamente ai computer.

In un rapporto incoraggiante recentemente pubblicato sul New England Journal of Medicine, i ricercatori sottolineano che i risultati sperimentali di Harrell hanno superato di gran lunga le aspettative, stabilendo un nuovo standard per i decodificatori vocali impiantabili ed evidenziando i benefici di tali dispositivi per i disturbi del linguaggio.

Sebbene Edward Chang, esperto di neurochirurgia presso l'Università della California, a San Francisco, non fosse direttamente coinvolto nel trattamento di Harrell, in quanto pioniere nel campo degli impianti vocali, si lamentò: "Questo è senza dubbio uno sviluppo entusiasmante". Alcuni anni fa, questo tipo di tecnologia era ancora solo un'immaginazione di fantascienza, ma ora è stata "rapidamente iterata e migliorata giorno dopo giorno".

Può riconoscere 6.000 parole con una precisione del 97,5%

Il team di trattamento ha impiantato quattro serie di elettrodi, che sembrano minuscole piastre ungueali, nella corteccia cerebrale di Harrell, il doppio rispetto a un altro recente studio sugli impianti nell'area del linguaggio dei pazienti affetti da SLA. Ogni volta che Harrell tenta di produrre un suono attraverso sottili movimenti delle labbra, della mascella e della lingua, i 64 puntali su ciascun array catturano con precisione gli impulsi del segnale elettrico dai neuroni per fornire supporto per decodificare le sue intenzioni.

Tre settimane dopo l'intervento chirurgico, un team di scienziati si è riunito nel soggiorno di Harrell a Oakland, in California, per eseguire una "cerimonia di collegamento" senza precedenti, collegando senza soluzione di continuità i delicati impianti a una serie di computer ad alta tecnologia utilizzando cavi intelligenti collegato a due pilastri metallici che si estendono dal cranio di Harrell.

Dopo una breve formazione informatica, il sistema ha imparato rapidamente i modelli vocali di Harrell e l'impianto ha immediatamente eccelso in un test di 50 parole, registrando e analizzando le sue intenzioni con una precisione del 99,6%.

Questo effetto sorprendente ha costretto gli scienziati a riesaminare il proprio percorso di ricerca e addirittura a eliminare una fase predeterminata dal processo di analisi preliminare. Quando Harrell ha provato a chiedere "A che serve?" per la prima volta, anche se la sua voce tremava per l'eccitazione, il suo sorriso non è riuscito a nascondere le lacrime. Questa scena è diventata un momento fondamentale.

Per gli osservatori, le parole "come" e "buono" nella bocca di Harrell potrebbero non essere ancora chiare, ma per gli elettrodi che penetrano in profondità nei neuroni del suo cervello e sono strettamente collegati ad essi, queste parole sono molto chiare. Sullo schermo, parola per parola, rifletteva fedelmente le parole che aveva sempre desiderato esprimere nel profondo del suo cuore.

Il dispositivo aggira abilmente i muscoli facciali di Harrell, limitati dalla malattia, e invece si collega direttamente alla sua corteccia motoria, dove hanno origine i comandi verbali. Sergey Stavisky, pioniere delle neuroscienze presso l'Università della California, Davis, ha dichiarato: "La svolta decisiva è l'impianto preciso di array più sofisticati nel centro del linguaggio del cervello, ottenendo una precisione senza precedenti".

Il giorno successivo, il sistema ha dimostrato la sua sorprendente abilità, riuscendo a riconoscere più di 125.000 parole con una precisione del 90% e per la prima volta ha costruito con successo una frase che Harrell pensava ed esprimeva in modo completamente autonomo. Ciò che è ancora più sorprendente è che queste frasi sono trasmesse con una voce vicina a quella di Harrell, grazie alla simulazione approfondita del gruppo di ricerca e al ripristino delle sue caratteristiche linguistiche pre-malattia utilizzando interviste podcast e vecchie registrazioni.

"Sto cercando un ghepardo", ha detto una volta Harrell durante una rete di studi clinici co-guidata dal dottor Leigh Hochberg, un neuroscienziato della Brown University e del Department of Veterans Affairs. Questa era un'affermazione unica e inaspettata la sua seconda affermazione spontanea e la sua unicità hanno portato il gruppo di ricerca a rivedere il video, che alla fine è stato confermato essere una sottile deviazione nel processo di decodificazione.

Tuttavia, questa frase inaspettata "Sto cercando un ghepardo" ha inviato silenziosamente un segnale importante al medico presente nella stanza: l'impianto è stato in grado di catturare i frammenti linguistici più personalizzati di Harrell - si è scoperto che era sua figlia Aya (Aya) è appena tornata a casa dopo essersi messa una tutina da ghepardo, ispirando il desiderio di suo padre di partecipare alle sue fantasie infantili. Poi, Harrell ha continuato: "Mia adorabile figlia, ho aspettato questo momento per troppo tempo."

Mentre gli scienziati continuano ad addestrare e ottimizzare il sistema, la sua capacità di riconoscere la voce di Harrell è diventata sempre più eccezionale. La ricerca mostra che in un periodo di otto mesi, Harrell ha pronunciato con successo quasi 6.000 parole uniche, mentre il dispositivo ha mantenuto un tasso di precisione del 97,5%, che ha superato le prestazioni di molte applicazioni di trascrizione vocale per smartphone. Rispetto alla ricerca precedente, ha raggiunto un livello qualitativo salto. Negli studi precedenti, la precisione di riconoscimento dell'impianto era solo del 75% circa, il che significa che una parola su quattro poteva essere fraintesa.

ChatGPT fornisce assistenza e il modo di parlare diventa più formale

Sebbene dispositivi come Neuralink possano assistere il controllo del cursore, l'impianto di Harrell lo ha portato a un livello di comunicazione linguistica più ampio e complesso. Il dottor David Brandman, un neurochirurgo che ha eseguito l'intervento di Harrell, ha dichiarato: "Questa tecnologia si è evoluta da una dimostrazione scientifica a uno strumento quotidiano che consente a Casey (Harrell) di comunicare senza problemi ogni giorno. Conversazioni con amici e familiari".

Questo salto è in parte dovuto aChatGPTe altra assistenza da modelli linguistici avanzati di intelligenza artificiale. L'impianto di Harrell può catturare istantaneamente l'attività dei neuroni e convertire accuratamente i modelli di attivazione in vocali e consonanti. Il computer poi aggrega abilmente questi frammenti sonori in parole e quindi costruisce frasi, assicurando che il contenuto in uscita sia il più vicino possibile alla vera intenzione di Harrell.

In una recente intervista, Harrell ha dimostrato in prima persona questo processo: durante le lunghe pause, il computer intrecciava i suoi pensieri in frasi nel silenzio, e lui metteva a punto le parole attraverso lo schermo, guidandosi infine a produrre il suono. Tuttavia, i suoni decodificati da Harrell appaiono più formali, a causa della tendenza del sistema a generare frasi complete. Il team di ricerca sta lavorando all'ottimizzazione dell'algoritmo di intelligenza artificiale per catturare e presentare in modo più accurato le frasi uniche e insolitamente utilizzate di Harrell, rendendo la comunicazione più naturale e fluida.

Questo nuovo ruolo sembrava sbloccare il sé che era stato nascosto per molto tempo per Harrell. Lui e il suo partner hanno riacquistato la risata e condiviso la gioia della vita. Harrell ha affermato profondamente che, proprio come l'apprendimento di una nuova lingua può stimolare tratti nascosti della personalità, il suo decodificatore vocale gli ha anche permesso di ritrovare quegli elementi della personalità che erano gradualmente sbiaditi a causa della malattia, anche se erano leggermente deformati tra le conversioni digitali, quindi l'autenticità rimane.

Ha detto che il dispositivo occasionalmente catturava e riproduceva il suo vecchio tono. Quelle parole familiari come "Che succede?", che lo facevano ridere e diceva: "Adoro questa scena".

Inoltre, l'impianto cerebrale ha anche ampliato la dimensione espressiva di Harrell nella comunicazione e ha influenzato anche il feedback delle sue parole da parte di coloro che lo circondavano. Ora può esprimere liberamente il suo amore alla figlia Aya di cinque anni, e questo trasferimento d'amore la incoraggia anche ad aprirsi di più con lui.

Harrell ha anche rivelato che il personale medico che lo ha visitato in passato spesso ha frainteso i suoi disturbi del linguaggio come causati da un difetto intellettuale o uditivo, anche se la realtà era ben lontana da ciò. Ora non solo hanno ripreso a comunicare a un volume normale, ma sono anche più delicati e rispettosi quando si toccano. A questo proposito, sebbene Harrell si sentisse impotente di dover sottoporsi a un intervento chirurgico al cervello in cambio di questo cambiamento, "ma ho scelto di lasciar andare".

L'impianto ha anche ispirato il desiderio di Harrell di tornare alla vita sociale e il suo desiderio di riconnettersi con vecchi amici lontani, amicizie che si erano allontanate a causa della preoccupazione e della timidezza. Questa volta, ha detto Harrell, "si riunirà con loro in un modo che sia per loro accettabile", colmando così la barriera di lunga data del silenzio. "Mi ha insegnato il perdono", ha detto. "Non vedo l'ora di dire loro che va tutto bene e ora è il momento di fare ammenda".

In futuro, potrebbe essere adatto a pazienti con paralisi grave

Ci sono dubbi sul fatto che l’impianto funzionerà nei pazienti con paralisi più grave. Dopotutto, anche se le abilità linguistiche di Harrell erano in qualche modo degradate, non erano state completamente perse, il che si aggiungeva alla complessità dello studio.

Inoltre, sebbene questa tecnologia abbia dimostrato una significativa utilità, non ha alleviato in modo efficace l’onere finanziario imposto ai pazienti affetti da SLA e alle loro famiglie. La moglie di Harrell ha rivelato che le compagnie di assicurazione avrebbero coperto i costi delle cure solo se il paziente avesse ricevuto cure in hospice o avesse smesso di lavorare e si fosse qualificato per Medicaid, una situazione che senza dubbio ha esacerbato la frustrazione di altri pazienti nel rinunciare a trattamenti che prolungano la vita.

Melanie Fried-Oken, professoressa di neurologia alla Oregon Health and Science University, ha sottolineato che è questo meccanismo economico che inavvertitamente esacerba la tendenza all’impoverimento delle persone disabili e limita il loro accesso e i benefici derivanti dalle opportunità offerte dalle tecnologie mediche all’avanguardia come gli impianti. .

Per Harrell, vivere in un mondo in cui la tecnologia può connettere computer e cervelli ma non può risolvere i problemi finanziari più urgenti è un’esperienza emotivamente complessa. Ha detto senza mezzi termini: "Mi sento fortunato e arrabbiato allo stesso tempo!"

Nell'intervista, Harrell ha parlato del significativo miglioramento dell'efficienza lavorativa e dell'indipendenza dopo l'intervento chirurgico, che non solo lo ha reso orgoglioso, ma ha anche rafforzato la sua determinazione nel contribuire a promuovere l'impianto. Ogni mattina, prima di avviare il dispositivo, Harrell spera sempre di svegliare il sistema con una frase di prova speciale, di solito un testo sepolto nel profondo del suo cuore.

Gli scienziati stanno lavorando duramente per trasformare questo sogno in realtà. Prima di questo, Harrell ha provato a "svegliare" l'impianto con una melodia cantando ogni giorno. Recentemente, ha selezionato una vecchia canzone classica di una band di Chicago, una delle quali gli piaceva particolarmente, e spesso recitava affettuosamente a sua moglie: "Se mi lasci adesso, porterai via la parte più preziosa della mia vita" ( Compilato /Cervo d'oro)