Αν αυτό το σύστημα συλλαβισμού αποδειχθεί αξιόπιστο και μπορέσει να γίνει πιο αποτελεσματικό και οικονομικά προσιτό, ίσως επιτρέψει σε χιλιάδες ανθρώπων να επανασυνδεθούν με τις οικογένειές τους και τις ομάδες φροντίδας, ανέφερε ο Reinhold Scherer, νευρωνικός μηχανικός στο Πανεπιστήμιο του Essex.
Η ASL καταστρέφει τα κύτταρα που ελέγχουν την κίνηση και οι περισσότεροι ασθενείς πεθαίνουν μέσα σε 5 χρόνια από τη διάγνωση. Όταν ένα άτομα με ALS δε μπορεί να μιλήσει πλέον, μπορεί να χρησιμοποιήσει μία κάμερα παρακλούθησης στα μάτια για την επιλογή γραμμάτων σε μία οθόνη. Αργότερα με τη πρόοδο της ασθένειας, μπορουν να απαντήσουν ναί ή όχι με κινήσεις των ματιών. Αν ένας άνθρωπος επιλέξει να επιμηκύνει τη ζωή του με αναπνευστήρα, μπορούν να περάσουν μήνες ή χρόνια ικανοί να ακούσουν αλλά να μην επικοινωνούν.
Το 2016 η Mariska Vansteensel, ερευνήτρια διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή στο Πανεπιστημιακό Ιατρικό Κέντρο της Ουτρέχτης, ανέφερε ότι μία γυναίκα με ALS μπορούσε να συλλαβίσει προτάσεις με μία εμφύτευση εγκεφάλου, που εντόπιζε τις προσπάθειες μετακίνησης του χεριού της. Αυτό το άτομο, όμως, είχε ακόμα τον έλεγχο κάποιων μυών του ματιού και του στόματος. Δεν ήταν σαφές αν ο εγκέφαλος που είχε χάσει όλο τον έλεγχο στο σώμα μπορούσε να σηματοδοτήσει τις κινήσεις αρκετά σταθερά για να επιτρέψει την σημαντική επικοινωνία.
Ο συμμετέχοντας στη νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο Nature Communications, είναι 36 ετών με ALS, και ξεκίνησε να δουλεύει με μία ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμο του Τούμπινγκεν το 2018, όταν και μπορούσε ακόμα να κινήσει τα μάτια του. Είπε στην ομάδα ότι ήθελε ένα επεμβατικό εμφύτευμα για να προσπαθήσει να διατηρήσει την επικοινωνία με την οικογένειά του, συμπεριλαμβανομένου του νεαρού του γιου.
Οι ερευνητές εισήγαγαν δύο τετραγωνικές συστοιχίες ηλεκτροδίων, πλάτους 3,2 χιλιοστών, σε ένα μέρος του εγκεφάλου που ελέγχει την κίνηση. Όταν ζήτησαν από τον άνθρωπο να προσπαθήσει να μετακινήσει τα χέρια, τα πόδια, το κεφάλι και τα μάτια του, τα νευρικά σήματα δεν ήταν αρκετά συνεπή για να απαντήσουν σε ερωτήσεις ναι ή όχι, λέει ο Ujwal Chaudhary, βιοϊατρικός μηχανικός και νευροτεχνολόγος στο γερμανικό μη κερδοσκοπικό ALS Voice.
Μετά από σχεδόν 3 μήνες αποτυχημένων προσπαθειών, η ομάδα δοκίμασε τη νευροανάδραση, στην οποία ένα άτομο προσπαθεί να τροποποιήσει τα εγκεφαλικά του σήματα ενώ λαμβάνει ένα μέτρο σε πραγματικό χρόνο για το αν πετυχαίνει. Ένας ακουστικός τόνος ανέβηκε ψηλότερα στο πεδίο καθώς η ηλεκτρική βολή των νευρώνων κοντά στο εμφύτευμα επιταχύνθηκε και χαμηλότερα καθώς επιβραδύνθηκε. Οι ερευνητές ζήτησαν από τον συμμετέχοντα να αλλάξει αυτό το βήμα χρησιμοποιώντας οποιαδήποτε στρατηγική. Την πρώτη μέρα, μπορούσε να κουνήσει τον τόνο, και την 12η μέρα, θα μπορούσε να το ταιριάξει με ένα στόχο. Οι ερευνητές συντόνισαν το σύστημα αναζητώντας τους νευρώνες που ανταποκρίνονται περισσότερο και καθορίζοντας πώς ο καθένας άλλαξε με τις προσπάθειες του συμμετέχοντα.
Κρατώντας τον τόνο ψηλά ή χαμηλά, ο άνθρωπος θα μπορούσε στη συνέχεια να υποδείξει «ναι» και «όχι» σε ομάδες γραμμάτων και στη συνέχεια μεμονωμένα γράμματα. Μετά από περίπου 3 εβδομάδες με το σύστημα, παρήγαγε μια κατανοητή πρόταση: ένα αίτημα για τους φροντιστές να τον επανατοποθετήσουν. Το έτος που ακολούθησε, έκανε δεκάδες προτάσεις με επίπονο ρυθμό περίπου ενός χαρακτήρα ανά λεπτό: «Σούπα Γκούλας και γλυκιά σούπα μπιζελιών». «Θα ήθελα να ακούσω το άλμπουμ δυνατά». «Αγαπώ τον cool γιο μου».
Τελικά εξήγησε στην ομάδα ότι διαμορφώνει τον τόνο προσπαθώντας να μετακινήσει τα μάτια του. Αλλά δεν τα κατάφερνε πάντα. Μόνο στις 107 από τις 135 ημέρες που αναφέρθηκαν στη μελέτη θα μπορούσε να ταιριάξει μια σειρά από τόνους στόχου με ακρίβεια 80%, και μόνο σε 44 από αυτές τις 107 θα μπορούσε να παράγει μια κατανοητή πρόταση.
"Μπορούμε μόνο να υποθέσουμε" για το τι συνέβη τις προάλλες, λέει η Vansteensel. Ο συμμετέχων μπορεί να κοιμόταν ή απλά να μην είχε διάθεση. Ίσως το εγκεφαλικό σήμα ήταν πολύ αδύναμο ή μεταβλητό για να θέσει βέλτιστα το σύστημα αποκωδικοποίησης του υπολογιστή, το οποίο απαιτούσε καθημερινή βαθμονόμηση. Οι σχετικοί νευρώνες μπορεί να έχουν παρασυρθεί μέσα και έξω από τη σειρά των ηλεκτροδίων, σημειώνει ο συν-συγγραφέας Jonas Zimmermann, νευροεπιστήμονας στο Wyss Center for Bio και Neuroengineering.
Ωστόσο, η μελέτη δείχνει ότι είναι δυνατόν να διατηρηθεί η επικοινωνία με ένα άτομο καθώς «κλειδώνονται» προσαρμόζοντας μια διεπαφή στις ικανότητές τους, λέει η Melanie Fried-Oken, η οποία μελετά τη διεπαφή εγκεφάλου-υπολογιστή στο Πανεπιστήμιο Υγείας και Επιστημών του Όρεγκον. "Είναι τόσο cool». Αλλά εκατοντάδες ώρες πήγαν στο σχεδιασμό, τη δοκιμή και τη διατήρηση του εξατομικευμένου συστήματος, σημειώνει. «Δεν είμαστε καν κοντά στο να το μετατρέψουμε σε μια κατάσταση βοηθητικής τεχνολογίας που θα μπορούσε να αγοραστεί από μια οικογένεια».
Το ίδρυμα του Chaudhary βρίσκεται σε αναζήτηση χρηματοδότησης για να δώσει παρόμοια εμφυτεύματα σε αρκετούς ακόμη ανθρώπους με ALS.
Οι ερευνητές του Wyss Center συνεχίζουν να συνεργάζονται με αυτόν τον συμμετέχοντα στη μελέτη, αλλά η ικανότητά του να συλλαβίζει έχει μειωθεί και τώρα απαντά κυρίως σε ερωτήσεις ναι ή όχι, λέει ο Zimmermann. Ο ουλώδης ιστός γύρω από το εμφύτευμα ευθύνεται εν μέρει επειδή επισκιάζει τα νευρικά σήματα, λέει. Οι γνωστικοί παράγοντες θα μπορούσαν επίσης να διαδραματίσουν κάποιο ρόλο: Ο εγκέφαλος του συμμετέχοντα μπορεί να χάνει την ικανότητα ελέγχου της συσκευής μετά από χρόνια αδυναμίας να επηρεάσει το περιβάλλον του. Ωστόσο, η ερευνητική ομάδα έχει δεσμευθεί να διατηρήσει τη συσκευή όσο συνεχίζει να τη χρησιμοποιεί, λέει ο Ζίμερμαν. «Υπάρχει αυτή η τεράστια ευθύνη. Το γνωρίζουμε πολύ καλά αυτό».
ΠΗΓΗ: science
