Wyobraź sobie, że wyniszczająca choroba, udar lub wypadek całkowicie Cię sparaliżowały. Jesteś w pełni świadomy, ale nie jesteś w stanie się poruszać ani nawet komunikować z otaczającymi Cię ludźmi. Ludzie w tym stanie - znani jako Zespół Zamknięty - cierpią bardzo, zamknięci we własnych umysłach, pozornie pozornie będąc w stanie wegetatywnym pomimo pełnego życia wewnętrznego.
Nowe urządzenie, opisane w artykule opublikowanym wczoraj w czasopiśmie Current Biology, może dać nadzieję tym zamkniętym: nowe zastosowanie technologii fMRI do czytania w myślach. Eksperymentalna konfiguracja pozwala osobom „wpisać” 27 symboli (26 liter i spację) bez wypowiadania słowa lub poruszania mięśniem, ale po prostu poprzez angażowanie się w różne wzorce myślowe. System może kiedyś zapewnić praktyczny sposób codziennej komunikacji dla tych, którzy nie mogą się poruszać.
Według Scientific American, główna autorka badania, Bettina Sorger z Maastricht University w Holandii, po raz pierwszy zaczęła myśleć o komunikacji z sparaliżowanymi pacjentami po doświadczeniu, które miała około 10 lat temu podczas pracy jako pielęgniarka. Pacjent, który dochodził do siebie po znieczuleniu na oddziale intensywnej terapii i wydawał się niezdolny do ruchu lub mowy, nagle próbował ją udusić. Tydzień później wpadł na Sorger, będąc w pełni przytomnym i szybko przeprosił. Oszołomiona zdała sobie sprawę, że chociaż miał niewielką kontrolę nad swoimi ruchami, podczas gdy był częściowo znieczulony, był w pełni przytomny i nawet pamiętał swoje działania tydzień później. Pomyślała, że może istnieć jakiś sposób, aby umożliwić takim pacjentom w takiej sytuacji komunikację za pośrednictwem samej aktywności umysłowej.
Teraz Sorger jest naukowcem zajmującym się neurokognitywacją, a ona i jej koledzy stworzyli urządzenie sprawdzające koncepcję, które może być kiedyś wykorzystane dla osób czasowo lub trwale sparaliżowanych, aby osiągnąć ten cel. W badaniu sześciu zdrowych dorosłych nauczyło się odpowiadać na pytania, „mentalnie” wpisując poszczególne litery na ekranie komputera.
Uczestnicy najpierw przeszli godzinę treningu, aby nauczyć się wybierać różne litery według różnych wzorców myślowych. Leżąc w funkcjonalnej maszynie do rezonansu magnetycznego (fMRI) - która precyzyjnie mierzy aktywność w różnych częściach mózgu poprzez wykrywanie przepływu krwi - wpatrywali się w stół zawierający wszystkie 26 liter i symbol przestrzeni. Litery były ułożone w trzy rzędy, a każdy rząd był powiązany z innym rodzajem zadania umysłowego: wyobrażenia ruchowe (takie jak śledzenie kształtu w umyśle), obliczenia umysłowe (takie jak wykonywanie problemu mnożenia) lub mowa wewnętrzna (taka jak jak cicho recytując fragment tekstu). Dodatkowo różne kolumny liter były podświetlane na ekranie w różnym czasie i dla różnych czasów trwania, w spójnej sekwencji.
Aby wybrać literę, uczestnicy czekali, aż kolumna tej litery zaświeci się, a następnie wykonali określony rodzaj zadania umysłowego związanego z wierszem tej litery, dopóki litera pozostanie zapalona. Na przykład, aby wybrać literę „L” na poniższym wykresie, uczestnik czekał 10 sekund na opóźnienie początkowe, aż rząd się zaświeci, a następnie przeprowadzałby obliczenia myślowe przez pełne 10 sekund, aż do kolumny z literą „C”, „L” i „U” są przyciemnione. Gdyby kontynuowali zadanie umysłowe przez 20 sekund zamiast 10, wykryłoby się „M”.
Ponieważ maszyneria fMRI jest w stanie rozróżnić wzorce aktywności umysłowej, które pasują do każdego z trzech zadań, a także może śledzić, kiedy i dokładnie jak długo zadanie zostało wykonane mentalnie, system może użyć obu tych parametrów, aby dowiedzieć się, która litera uczestnik chciał wybrać. Uczestnicy starannie „wpisywali” listy, aby odpowiedzieć na różne pytania, takie jak „jak się nazywasz?” I „jaki film oglądałeś ostatnio?”
System był w stanie dokładnie określić pierwszą literę każdej odpowiedzi przez około 82 procent czasu, ale innowacyjne zastosowanie kontekstowego oprogramowania do rozpoznawania tekstu - tego samego typu, który pozwala smartfonowi stwierdzić, że masz zamiar wpisać „świetny” zamiast „grear” - oznacza, że pierwsza litera została poprawnie wykryta w 95 procentach czasu, gdy wzięto pod uwagę drugą literę, i 100% po wpisaniu trzeciej litery.
Chociaż system wymagał obszernej maszyny fMRI i był wykonywany ze zdrowymi uczestnikami, łatwo sobie wyobrazić, jak można to ostatecznie dostosować do użycia dla osób niezdolnych do mówienia lub poruszania się. Siatkę można nawet zmienić w zależności od kontekstu, powiedzmy, ze zdjęciami wyborów żywności lub temperatur pokojowych zamiast liter. W praktyce proces wybierania liter prawdopodobnie również mógłby zostać przyspieszony, a zamiast liter można nawet wybierać całe często używane słowa.
Ten nowy system dołącza do szeregu innych urządzeń interfejsu do czytania w myślach opracowanych w ostatnich latach, aby dać zamkniętym pacjentom szansę na komunikację. Ponieważ systemy te są ulepszane i udoskonalane, możemy zobaczyć je w szpitalach, takich jak ten, w którym pracował kiedyś Sorger, aby pozwolić tym pacjentom dosłownie dzielić się swoimi przemyśleniami. „Nawet jeśli jedna osoba skorzysta”, mówi, „byłbym bardzo szczęśliwy”.
