Ένα εμφύτευμα δίνει σε παράλυτους λόγο και χειρονομία μαζί

Ο συμμετέχων προσπαθεί να πει «γεια». Στην οθόνη εμφανίζεται η λέξη. Την ίδια στιγμή, ένα ψηφιακό άβαταρ ολόκληρου σώματος σηκώνει το χέρι σε χαιρετισμό. Δύο πράγματα που ήθελε να κάνει ο εγκέφαλος, ένα εμφύτευμα, ταυτόχρονα.

Πρόκειται για ένα εγκεφαλικό εμφύτευμα που «διαβάζει» την πρόθεση επικοινωνίας σε ανθρώπους που έχουν χάσει μαζί τον λόγο και την κίνηση. Για πρώτη φορά, αποκωδικοποιεί ταυτόχρονα δύο πράγματα: τις λέξεις που θέλει να πει κανείς και τις χειρονομίες που θέλει να κάνει (Nature Neuroscience, Nature News). Σε συνέχεια όσων είδαμε με πρόσφατα εμφυτεύματα που επέτρεψαν σε παράλυτους να ξανααισθανθούν και να πιάσουν αντικείμενα (To Brief), τώρα το ζητούμενο είναι η επικοινωνία.

Γιατί όταν μιλάμε, δεν στέλνουμε μόνο λέξεις. Ένα νεύμα επιβεβαιώνει το «ναι», το δείξιμο ξεκαθαρίζει για ποιο αντικείμενο μιλάμε, μια κίνηση του χεριού δίνει έμφαση. Μια αποκατάσταση της επικοινωνίας που αγνοεί αυτό το μισό, το μη λεκτικό, αποκαθιστά μισή κουβέντα.

Η ίδια ομάδα του Edward Chang στο UCSF είχε δείξει το 2023 πώς να μετατραπεί η επιχειρούμενη ομιλία σε κείμενο, συνθετική φωνή και κινούμενο πρόσωπο σε οθόνη, σε μια γυναίκα με σοβαρή παράλυση, με μια συστοιχία 253 ηλεκτροδίων (Nature, 2023). Η νέα δουλειά κρατά το ίδιο πλέγμα και προσθέτει ένα δεύτερο, ανεξάρτητο κανάλι: τις χειρονομίες του σώματος, αποκωδικοποιημένες παράλληλα και αποδοσμένες από ένα εξατομικευμένο, ολόσωμο ψηφιακό άβαταρ φτιαγμένο στη μηχανή γραφικών Unreal Engine.

Πώς ξεχωρίζει δύο προθέσεις ταυτόχρονα

Σκεφτείτε ένα πλέγμα μικροφώνων κρεμασμένο πάνω από μια σκηνή: πιάνει πολλούς ήχους μαζί, κι ένα λογισμικό μαθαίνει να ξεχωρίζει ποιος μιλάει και ποιος χειροκροτεί. Έτσι δουλεύει και το εμφύτευμα. Τα ηλεκτρόδια ακουμπούν την περιοχή του εγκεφάλου που ελέγχει την κίνηση και την αφή, και καταγράφουν την ηλεκτρική δραστηριότητα όταν ο άνθρωπος επιχειρεί να μιλήσει ή να κουνηθεί. Δύο αποκωδικοποιητές εξετάζουν την ίδια καταγραφή παράλληλα: ένας ψάχνει φράσεις, ένας χειρονομίες. Πώς μαθαίνει να τα ξεχωρίζει; Με γνωστές οδηγίες: ο άνθρωπος επιχειρεί συγκεκριμένες φράσεις και κινήσεις, και το πρόγραμμα μαθαίνει τα εγκεφαλικά μοτίβα που αντιστοιχούν στην καθεμία.

Το δύσκολο είναι ότι η ταυτόχρονη προσπάθεια μπερδεύει τα σήματα: το μοτίβο του «γεια» αλλάζει όταν συνοδεύεται από χαιρετισμό. Η λύση ήταν να εκπαιδευτεί το σύστημα και σε μεμονωμένες και σε συνδυασμένες προσπάθειες. Και το «ανεξάρτητο» κανάλι σημαίνει κάτι συγκεκριμένο: η χειρονομία προκύπτει από τη δική της εγκεφαλική ένδειξη, δεν προστίθεται αυτόματα επειδή αναγνωρίστηκε μια λέξη (Nature Neuroscience). Έτσι ο χαιρετισμός είναι αυτός που θέλησε ο χρήστης, όχι ένα προεπιλεγμένο εφέ.

Στις ζωντανές δοκιμές ταυτόχρονης επικοινωνίας συμμετείχαν δύο μόλις άνθρωποι με σοβαρή παράλυση: ο ένας δοκίμαζε σιωπηρά πέντε φράσεις, ο άλλος δούλευε με δέκα, μαζί με μικρά σύνολα χειρονομιών (New Scientist). Τα ποσοστά μετρούν αναγνώριση μέσα σε αυτά τα λίγα, προκαθορισμένα σύνολα: για τον έναν, 75% στην ομιλία και 85% στις χειρονομίες· για τον άλλον, διάμεση τιμή 100% και στα δύο κανάλια σε τρεις αξιολογήσεις, δηλαδή τέλεια αναγνώριση σε τουλάχιστον δύο από τις τρεις. Πρόκειται για απόδειξη της αρχής (Nature News). Όχι ελεύθερη κουβέντα.

Ποιον αφορά; Ανθρώπους που κρατούν την πρόθεση να επικοινωνήσουν αλλά έχουν χάσει τον έλεγχο των μυών, όπως ασθενείς με ALS ή βλάβη στο εγκεφαλικό στέλεχος. Το σημερινό σύστημα εξαρτάται από εξωτερικό εξοπλισμό και ένα καλώδιο που περνά μέσα από το δέρμα ως τη σύνδεση με το εμφύτευμα· μια πλήρως εμφυτεύσιμη, ασύρματη εκδοχή θα έβγαζε από τη μέση και το καλώδιο και το σημείο διέλευσης (Μελέτη). Χρονοδιάγραμμα κλινικής έγκρισης ή διάθεσης στο σπίτι δεν υπάρχει ακόμη στις δημοσιευμένες πηγές.

Το επόμενο κατώφλι το ορίζουν καθαρά οι ειδικοί: να γενικεύσει το σύστημα σε πολλούς συνδυασμούς λέξεων και κινήσεων χωρίς ξεχωριστή εκπαίδευση για τον καθένα, με μεγαλύτερο λεξιλόγιο, πλουσιότερο ρεπερτόριο κινήσεων και τεκμηριωμένη μακροχρόνια ασφάλεια (Science). Αν το πετύχει, η υπόσχεση δεν είναι απλώς να ξαναμιλήσει κάποιος. Είναι να ξαναμιλήσει με τα χέρια, το βλέμμα και τις λέξεις μαζί, όπως όλοι μας.