ఇంట్లో అమర్చిన బ్రెయిన్ ఇంప్లాంట్ ALS రోగికి స్వతంత్రంగా మాట్లాడటానికి, పని చేయటానికి సహాయపడింది

బ్రెయిన్-కంప్యూటర్ ఇంటర్‌ఫేస్ రోజువారీ సహాయక వినియోగానికి మరింత దగ్గరైంది

speech మరియు cursor control కోసం రూపొందించిన ఒక intracortical brain-computer interface ఒక ముఖ్యమైన ప్రాక్టికల్ అడ్డంకిని దాటింది: పరిశోధకులు లేకుండా ఇంట్లో దీర్ఘకాలం, స్వతంత్రంగా ఉపయోగించడం. Nature Medicineలో ప్రచురితమైన ఒక అధ్యయనంలో, amyotrophic lateral sclerosis కారణంగా paralysis మరియు తీవ్ర dysarthria ఉన్న ఒక వ్యక్తి ఈ system‌ను దాదాపు రెండు సంవత్సరాల పాటు nearly daily ఉపయోగించాడని పరిశోధకులు వివరించారు, దీంతో ఒక experimental neural interface పనిచేసే communication మరియు computer-access tool‌గా మారింది.

brain-computer interfaces నియంత్రిత ప్రయోగశాల వాతావరణాల్లో, ముఖ్యంగా intended movement లేదా speech‌ను decode చేయడంలో, బలమైన పనితీరు చూపించాయి. కానీ ఈ రంగంలో కీలక ప్రశ్న ఏమిటంటే, ఆ పురోగతి ప్రయోగశాల వెలుపల, దీర్ఘకాలంలో, మరియు రోజువారీ జీవితంలోని అనియత పరిస్థితుల్లో నిలుస్తుందా అనే విషయం. కొత్త నివేదిక, ఇంటి వాతావరణంలో వేల గంటల నిజజీవిత వినియోగాన్ని నమోదు చేసి ఆ ఖాళీని నేరుగా పరిష్కరిస్తుంది.

పాల్గొన్న వ్యక్తి ఏమి చేయగలిగాడు

అధ్యయనం ప్రకారం, పాల్గొన్న వ్యక్తి దాదాపు రెండు సంవత్సరాల్లో ఇంట్లో 3,800 గంటలకు పైగా ఈ system‌ను ఉపయోగించాడు. కుటుంబం, స్నేహితులతో సంపర్కంలో ఉండటానికి, తన personal computer‌ను నియంత్రించటానికి, మరియు paralysis ఉన్నప్పటికీ full-time employment‌ను కొనసాగించటానికి అతను ఈ interface‌పై ఆధారపడ్డాడని పరిశోధకులు తెలిపారు.

ఈ system ఒక speech decoder మరియు ఒక cursor decoder‌ను కలిపింది. అంటే ఇది స్క్రీన్‌పై text రూపొందించడం వరకు మాత్రమే పరిమితం కాలేదు. ఇది విస్తృత కంప్యూటర్ వినియోగానికి input method‌గా కూడా పనిచేసింది, brain-driven keyboard మరియు mouse control‌ను ఉపయోగించి emails, text messages పంపడానికి, internet browse చేయడానికి, మరియు తన computer‌ను ఆపరేట్ చేయడానికి పాల్గొన్న వ్యక్తిని అనుమతించింది.

అధ్యయన కాలంలో, పాల్గొన్న వ్యక్తి మొత్తం 1,960,163 words కలిగిన 183,060 sentences‌ను కమ్యూనికేట్ చేశాడు. paper ప్రకారం సగటు communication rate 56 words per minute. పాల్గొన్న వ్యక్తి decoded sentences‌లో 92%ను కనీసం mostly correct‌గా గుర్తించాడు, ఇది ఈ tool కేవలం సాంకేతికంగా ఆకట్టుకునేదే కాకుండా వాస్తవ వినియోగానికి అనుకూలమని సూచిస్తుంది.

అధికారిక పరీక్షల్లో accuracy చాలా ఎక్కువగా ఉంది

ఇంటి వినియోగానికి మించి, పరిశోధనా బృందం నిర్మిత పరిస్థితుల్లో కూడా పనితీరును కొలిచింది, అందులో పాల్గొన్న వ్యక్తి స్క్రీన్‌పై చూపించిన పదాలను చెప్పడానికి ప్రయత్నించాడు. ఆ formal evaluationsలో, 125,000-word vocabulary ఉపయోగించి attempted speech‌ను 99% కంటే ఎక్కువ word accuracyతో decode చేసినట్లు paper పేర్కొంటుంది.

అంతటి accuracy ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే తీవ్రమైన motor impairment ఉన్న వ్యక్తుల కోసం speech interfaces కొత్తదనం మాత్రమే కాకుండా మరింత ఉండాలి. సంభాషణ, పని, మరియు unscripted digital interaction కోసం అవి విశ్వసనీయంగా ఉండాలి. బలమైన lab-like performance మరియు కొనసాగిన home use కలయికే ఈ అధ్యయనాన్ని విశేషంగా చేస్తుంది.

ఈ అధ్యయనం ఎందుకు ప్రత్యేకం

ప్రాక్టికల్ brain-computer interfaces‌కు సంబంధించిన రెండు పరిష్కరించని సవాళ్లను paper ప్రస్తావిస్తుంది: పరిశోధకుల సహాయం లేకుండా ఇంట్లో స్వతంత్రంగా పనిచేయడం, మరియు speech అలాగే cursor control రెండింటికీ దీర్ఘకాల నమ్మకమైన పనితీరును నిలుపుకోవడం. ఈ రెండు రంగాల్లో పురోగతి చూపినదని పరిశోధకులు వాదిస్తున్నారు.

ఆ భేదం ముఖ్యమైనది. అనేక assistive neurotechnology systems భారీ setup, తరచూ recalibration, లేదా on-site technical support‌తో ఆశాజనక ఫలితాలను ఇవ్వగలవు. కానీ సాధారణ జీవితంలో భాగంగా, రోజు తర్వాత రోజు పనిచేసే ఒక system, చివరికి clinical adoption‌కు చాలా ప్రాసంగికం.

ఈ అధ్యయనం multimodal control ప్రత్యేకంగా ఉపయోగకరమని కూడా సూచిస్తుంది. Speech decoding సహజమైన communication మార్గాన్ని ఇస్తుంది, cursor control ప్రధాన computing tasks‌కు ప్రాప్యతను విస్తరిస్తుంది. ఈ రెండు functions కలసి, ఒక్కోటి ఒక్కటిగా ఉన్నదానికంటే మరింత పూర్తి assistive environment‌ను సృష్టిస్తాయి.

తీవ్ర motor impairment‌పై ప్రభావాలు

అధ్యయనంలో పాల్గొన్న వ్యక్తికి ALS కారణంగా తీవ్రమైన dysarthria మరియు paralysis ఉన్నాయి, ఈ వ్యాధి క్రమంగా ప్రజలను speech మరియు digital tools నుంచి వేరుచేయగలదు. communication మరియు computer access కోల్పోవడం స్వతంత్రత, పని, మరియు సామాజిక జీవితంపై ప్రత్యక్ష ప్రభావం చూపుతుంది. ఒక neural interface ఇంట్లోనే సమృద్ధమైన communication మరియు personal computing‌కు మద్దతు ఇవ్వగలదని చూపించడం ద్వారా, ఈ పరిశోధన మరింత functional assistive technology వైపు సూచిస్తుంది.

ఈ ఫలితాలు అటువంటి systems విస్తృత సాధారణ వినియోగానికి సిద్ధమని అర్థం కాదు. ఇది ఇంకా అత్యంత ప్రత్యేకమైన intracortical interface, మరియు అధ్యయనం ఒకే పాల్గొన్న వ్యక్తిపై కేంద్రీకృతమైంది. అయినప్పటికీ, వినియోగ వ్యవధి మరియు సాధించిన నిజజీవిత పనుల పరిధి ఈ రంగానికి ఈ ఫలితాలకు అసాధారణ బరువును ఇస్తాయి.

• researchers లేకుండా ఇంట్లో interface‌ను independently ఉపయోగించారు.
• పాల్గొన్న వ్యక్తి దాన్ని communication, employment, మరియు computer access కోసం ఉపయోగించాడు.
• formal testing 125,000-word vocabularyతో attempted speech decoding‌కు 99% కంటే ఎక్కువ word accuracy చూపించింది.

brain-computer interface research కోసం, ఈ పురోగతి ఒక headline metric కంటే durability మరియు autonomy గురించే ఎక్కువ. నెలలు, సంవత్సరాల పాటు, సాధారణ గృహ వాతావరణాల్లోనూ పనిచేసే ఒక system practical assistive care కోసం అవసరమైన ప్రమాణానికి మరింత దగ్గరగా ఉంటుంది.

అందువల్ల ఈ అధ్యయనపు కేంద్ర సహకారం సూటిగా ఉంది: implanted speech-and-cursor brain-computer interface ఒక చిన్న demonstration కాకుండా రోజువారీ tool‌గా పనిచేయగలదని ఇది చూపిస్తుంది. తీవ్రమైన motor impairment ఉన్నవారికి, ఆ మార్పు ఏ ఒక్క benchmark score కంటే ఎక్కువ ప్రాధాన్యం కలిగి ఉండవచ్చు.

ఈ వ్యాసం Nature Medicine నివేదికపై ఆధారపడి ఉంది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.