Нейроинтерфейс нового поколения: пациент с БАС передал почти 2 миллиона слов с помощью силы мысли
Достижения в области нейроинтерфейсов выходят на принципиально новый уровень. Исследователи из Калифорнийского университета в Дейвисе представили результаты длительного домашнего использования речевого BCI-устройства пациентом с боковым амиотрофическим склерозом (БАС). За 19 месяцев пациент по имени Кейси Харрелл передал 183 060 предложений — это 1 960 163 слова — со средней скоростью 56 слов в минуту. Ключевой момент: система работала не в стерильных лабораторных условиях, а в повседневной жизни, без постоянного присутствия исследователей.
Что показало домашнее использование
Харрелл использовал нейроинтерфейс дома более 3800 часов. Система стала его основным инструментом для общения с семьей, друзьями, коллегами и врачами. Он отправлял сообщения и письма, участвовал в видеозвонках, пользовался интернетом и сохранял полную занятость, несмотря на паралич. По оценке самого пациента, 92% предложений система декодировала как минимум «в основном корректно». В формальных тестах, где Харреллу показывали слова на экране, точность превышала 99% при словаре в 125 000 английских слов. Пиковый показатель — 99,2%. После того как помощникам разрешили самостоятельно подключать и отключать оборудование без присутствия исследователей, среднее время взаимодействия выросло с 3,7 до 9,5 часа в день.
Как устроена система
В 2023 году Харреллу имплантировали четыре массива микроэлектродов в левую прецентральную извилину — область мозга, связанную с координацией речи. Система считывает сигналы с 256 кортикальных электродов, когда пациент пытается говорить. Алгоритм превращает нейронную активность в вероятности фонем каждые 80 мс, а затем языковая модель подбирает наиболее вероятную последовательность слов из словаря примерно на 125 000 слов. Текст выводится на экран в реальном времени. После завершения фразы система может озвучить ее синтезированным голосом, настроенным на звучание голоса Харрелла до болезни. Для управления компьютером пациент также использовал декодер курсора. Ранее считалось, что для речи и его движения могут потребоваться разные зоны мозга, но команда показала, что оба режима можно реализовать через сигналы из речевой моторной коры.
От демонстрации к повседневному инструменту
Команда уже показывала высокую точность нейроинтерфейса в лабораторных сессиях. В 2024 году в первой тренировочной сессии длительностью 30 минут система достигла 99,6% точности при словаре из 50 слов. На второй день, после еще 1,4 часа настройки, точность составила 90,2% при словаре в 125 000 слов. Новая работа переносит фокус с контролируемых испытаний на длительное использование в быту. Это один из ключевых шагов к практическим нейроинтерфейсам для людей с тяжелыми двигательными нарушениями. Соавтор исследования Сергей Стависки отметил, что 3800 часов записи мозговой активности во время использования системы стали крупнейшим индивидуальным набором данных с разрешением на уровне отдельных нейронов.
Авторы подчеркнули, что исследование описывает один клинический случай. Пока неизвестно, насколько результаты можно перенести на других пациентов, зоны имплантации, типы электродов и неврологические состояния. Система также остается экспериментальной. Она использует проводные соединения, требует ежедневного подключения обученными помощниками и из-за габаритов оборудования подходит только для домашнего использования.
Мой комментарий: Этот прорыв демонстрирует, что нейроинтерфейсы переходят из разряда лабораторных курьезов в реальные инструменты для улучшения качества жизни. Однако, как и в случае с любыми экспериментальными технологиями, путь к массовому внедрению будет долгим и потребует решения проблем с портативностью, автономностью и калибровкой под индивидуальные особенности мозга.