В России создали нейропротез для декодирования речи по активности мозга

Российские нейрофизиологи разработали систему декодирования речи по активности мозга, которая способна «считывать» мысли пациента при помощи небольшого числа имплантированных в его мозг электродов. Об этом во вторник сообщила пресс-служба НИУ ВШЭ.

За последние годы ученые создали множество нейроинтерфейсов, специализированных приборов и связанных с ними алгоритмов, трансформирующих активность мозга пациентов в устную или письменную речь.

Одно из главных препятствий для массового использования таких систем, как отмечают Осадчий и его коллеги, это то, что для их работы необходимо имплантировать в мозг множество электродов. Для этого требуются сложные хирургические процедуры, а также сами электроды при этом могут вызвать реакцию отторжения со стороны организма.

Российские ученые разработали решение для этой проблемы в рамках проекта, выполненного при поддержке мегагранта правительства РФ в рамках нацпроекта «Наука и университеты». Им удалось создать алгоритм на базе системы машинного обучения, который позволяет считывать мысли пациента или его воображаемую речь при использовании небольшого числа электродов, имплантированного в область коры мозга.

Работу этого алгоритма ученые проверили в ходе экспериментов с участием двух пациентов-эпилептиков, в чей мозг был имплантирован набор двух разных типов электродов для поиска очагов эпилептической активности. Комадна использовала только шесть и восемь электродов из этих наборов чтобы проверить, можно ли в теории использовать воспринимаемые ими сигналы для декодирования речи.

При проведении замеров оба добровольца читали вслух повторяющийся набор из шести разных предложений, которые имели разную лингвистическую конструкцию, но при этом содержали созвучные слова. Ученые отслеживали изменения в активности коры их мозга и использовали эти данные для обучения алгоритма, который пытался связать всплески в работе нервной системы с конкретными словами или эпизодами покоя.

Проверка показала, что подход корректно определял слова, о которых думали оба добровольца, с 55-процентной и 70-процентной точностью. Это сопоставимо с тем, насколько хорошо работают более сложные системы, требующие сложных процедур по имплантации электродов. Как надеются ученые, последующие версии их алгоритма позволят решать эту задачу для значительно большего числа слов, что откроет дорогу для его применения в медицинской практике.