Rewolucja w leczeniu skutków udaru. Pacjenci odzyskują głos dzięki... opasce
Naukowcy z Cambridge wykorzystali połączenie ultraczułych czujników oraz sztucznej inteligencji do dekodowania sygnałów mowy i wskazówek emocjonalnych, umożliwiając osobom z zaburzeniami mowy po udarze naturalną komunikację. Stworzona przez nich opaska jest tańsza i nie wymaga interwencji chirurgicznej, jak w przypadku implantów mózgowych.
Revoice to elastyczna opaska, którą zakłada się na szyję. Przypomina modne kilka lat temu chokery i w sumie można ją uznać za specyficzną biżuterię. W dodatku taką, którą można prać. Jednak nie dajmy się zmylić pierwszemu wrażeniu. Revoice jest bardzo przełomowym urządzeniem, które ma szansę pomóc ludziom po udarze odzyskać zdolność naturalnej i płynnej komunikacji.
Opaska z dwoma agentami
Urządzenie rejestruje tętno użytkownika oraz mikroskopijne wibracje mięśni gardła, a następnie wykorzystuje te sygnały do odtwarzania zamierzonych słów i zdań w czasie rzeczywistym. Jest to możliwe dzięki dwóm agentom SI. Jeden rekonstruuje słowa na podstawie fragmentów bezgłośnie artykułowanej mowy. W tym czasie drugi interpretuje stan emocjonalny oraz informacje kontekstowe, takie jak pora dnia czy warunki pogodowe, aby rozwinąć krótkie frazy w pełne, ekspresyjne zdania.
Wynik? W jednym z przytoczonych przez badaczy przykładów bezgłośnie wypowiedziana fraza „We go hospital” („My iść szpital”) została przekształcona w zdanie: „Even though it’s getting a bit late, I’m still feeling uncomfortable. Can we go to the hospital now?” („Mimo że robi się już dość późno, nadal czuję się niekomfortowo. Czy możemy teraz pojechać do szpitala?”). Czujniki urządzenia Revoice wywnioskowały, że użytkownik odczuwa frustrację na podstawie podwyższonego tętna oraz że jest późna pora nocna. Model LLM wykorzystał te dane, aby rozwinąć trzy bezgłośnie wypowiedziane słowa w pełne zdanie.
Zwrócić głos pacjentom po udarze
W tej chwili naukowcy koncentrują się na polepszeniu jakości życia i możliwości komunikowania się osób po udarze. Około połowa z nich rozwija dyzartrię lub dyzartrię w połączeniu z afazją. Dyzartria jest schorzeniem powodującym osłabienie mięśni twarzy, jamy ustnej i strun głosowych. Często prowadzi to do utraty umiejętności wyraźnego mówienia pełnymi frazami i ogólnego spowolnienia mowy.
– Rozwój dyzartrii niezwykle frustruje pacjentów. Wyobraź sobie, że dokładnie wiesz, co chcesz powiedzieć, ale fizycznie nie jesteś w stanie wypowiedzieć odpowiednich słów, gdyż sygnały między mózgiem a gardłem zostały zaburzone przez udar – powiedział profesor Luigi Occhipinti z Wydziału Inżynierii Uniwersytetu w Cambridge, który kierował badaniami.
Większość pacjentów, u których po udarze rozwinęła się dyzartria, próbuje odzyskać zdolność komunikacji dzięki pracy z logopedą. Ćwiczenia wymagają wielu powtórzeń, a typowy czas rekonwalescencji waha się od kilku miesięcy do roku lub dłużej. Jak twierdzi Occhipinti, pacjenci zazwyczaj potrafią wykonywać tego typu powtarzalne ćwiczenia, ale często mają trudności z pytaniami otwartymi i codzienną rozmową.
– Ponieważ wielu pacjentów ostatecznie odzyskuje mowę, nie ma potrzeby stosowania inwazyjnych implantów mózgowych. Natomiast istnieje silna potrzeba rozwiązań wspomagających mowę, które są bardziej intuicyjne i przenośne – podkreśla naukowiec.
Płynna komunikacja w czasie rzeczywistym
Takim urządzeniem ma być właśnie Revoice. W niewielkim badaniu z udziałem pięciu pacjentów z dyzartrią urządzenie osiągnęło współczynnik błędów na poziomie 4,2 proc. dla pojedynczych słów oraz zaledwie 2,9 proc. dla zdań. W przeciwieństwie do istniejących technologii wspomagających mowę, które często wymagają powolnego wprowadzania słów litera po literze, śledzenia ruchu gałek ocznych lub implantów mózgowych, Revoice zapewnia płynną komunikację w czasie rzeczywistym.
Wyniki badań zostały opublikowane niedawno w czasopiśmie „Nature Communications” i dają nadzieję nie tylko osobom po udarze. Urządzenia w typie Revoice mogą stać się wsparciem pacjentów z takimi chorobami, jak parkinson czy stwardnienie zanikowe boczne (choroba neuronu ruchowego). Naukowcy planują obecnie badanie kliniczne w Cambridge z udziałem anglojęzycznych pacjentów z dyzartrią, aby ocenić praktyczną przydatność systemu. Badanie to ma zostać uruchomione jeszcze w tym roku.
Źródło: nature.com
Nasza autorka
Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka
Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.