Mit zunehmenden Fortschritten in Technologie und Neurowissenschaften versuchen Forscher nun verschiedene Experimente, um die Kraft des menschlichen Gehirns zu erschließen. Ein Team von Neurowissenschaftlern der University of California in San Francisco hat nun ein System entwickelt, das es einem gelähmten Menschen ohne Stimmfähigkeiten ermöglicht, durch Ablesen seiner Gehirnaktivität zu sprechen.
Das System verwendet ein Elektrodenimplantat im Gehirn einer gelähmten Person, um ihre Gehirnaktivität aufzuzeichnen, während sie versucht zu sprechen oder eine Frage zu beantworten. Es dekodiert dann die elektrischen Signale des Gehirns, um vollständige Sätze auf einem Computerbildschirm anzuzeigen.
Wenn Sie sich jetzt fragen, ist es nicht so einfach, wie es sich anhört. Um das System zu testen, implantierten die Forscher der UCSF chirurgisch ein hochdichtes Elektrodenarray in den sprachmotorischen Kortex eines gelähmten Mannes, der als BRAVO1 bezeichnet wird. Dann verbanden sie das Implantat über einen Port in seinem Kopf mit einem Computersystem.
Danach verbrachten die Forscher mehrere Monate lang täglich 22 Stunden damit, die Gehirnaktivitäten des Mannes aufzuzeichnen, während er versuchte, eine Liste mit 50 gebräuchlichen Wörtern wie „gut“, „Familie“, und „Wasser“. Nach der Aufnahmesitzung wurden benutzerdefinierte neuronale Netzmodelle verwendet, um zwischen neurologischen Signalen zu unterscheiden, um zu erkennen und zu identifizieren, welche Wörter BRAVO1 beim Sprechen versuchte zu sagen.
Der Forscher bat den Teilnehmer dann, verschiedene kurze Sätze mit den gelernten Wörtern zu sagen. Das System entschlüsselte dann die Wörter seiner neurologischen Aktivitäten, um vollständig gebildete Sätze auf einem Bildschirm anzuzeigen. Darüber hinaus führten die Forscher mit BRAVO1 sogar eine Frage-Antwort-Sitzung durch, in der sie ihm einfache Fragen wie „Wie geht es Ihnen?“ stellten. Als Reaktion darauf zeigte das neue hirnfokussierte System „Ich bin sehr gut“ auf dem Bildschirm an. Sie können sich das Video des Experiments direkt unten ansehen.
Das Forscherteam glaubt, dass dies das erste Mal ist, dass Ein technisches System ist in der Lage, die Gehirnaktivität eines gelähmten Mannes zu entschlüsseln, der nicht in ganzen Sätzen sprechen kann. „Es ist vielversprechend, die Kommunikation wiederherzustellen, indem es die natürliche Sprachmaschinerie des Gehirns anzapft“, sagt Edward Chang, ein Neurochirurg an der University of California in San Francisco.
Außerdem verwendeten frühere Experimente dieser Art auf Rechtschreibung oder Buchstaben basierende Ansätze. Changs Team hingegen verwendet einen natürlicheren Aspekt der Sprache, damit das System funktioniert. „Mit Sprache kommunizieren wir normalerweise Informationen mit einer sehr hohen Geschwindigkeit, bis zu 150 oder 200 Wörtern pro Minute. Direkt zu Worten zu kommen, wie wir es hier tun, hat große Vorteile, weil es näher an unserer normalen Sprache ist“, fügte Chang hinzu.
Nun ist es erwähnenswert, dass das neue elektrodenbasierte System zwar fortschrittlicher ist als bisherige Methoden, aber nicht völlig fehlerfrei ist. Während des Experiments mit BRAVO1 war das System in der Lage, Wörter mit einer mittleren Genauigkeit von 74 % bei 15 Wörtern pro Minute zu decodieren und erreichte eine Genauigkeit von etwa 93 % bei 18 Wörtern pro Minute.
In Zukunft wird das Team der UCSF versuchen, das System zu verbessern und seine Genauigkeitsrate zu erhöhen. Nach der vollständigen Entwicklung glauben die Forscher, dass das System die Kommunikation für einige der unglücklichen Menschen, die ihre Sprachfähigkeit verloren haben, vollständig wiederherstellen könnte.