Автор оригинала: Edward Chang. Нейротехнологии могут вернуть радость общения людям, потерявшим способность говорить. “Хочешь воды?” — появляется вопрос на экране. Мигают три точки, а потом по одному всплывают слова:«Нет, я не хочу пить». Эти слова порождены активностью мозга человека, который не говорил более 15 лет. Перенесённый инсульт повредил связь между мозгом и остальным телом.

Этот человек пытался “заговорить” самыми разными способами. Например, совсем недавно он использовал указку, прикреплённую к его бейсболке, чтобы “печатать” слова на сенсорном экране. Эффективный, но слишком медленный метод. Хотелось найти что-то более быстрое, поэтому он согласился участвовать в клинических испытаниях исследовательской группы в Калифорнийском университете Сан-Франциско. Их цель: превратить испытуемую технологию в бытовой инструмент, которым смогут пользоваться другие люди, лишённые способности говорить.

В пилотном исследовании учёные поместили тонкую гибкую электродную решётку на поверхность мозга добровольца. Электроды записывали нейронные сигналы и отправляли их на декодер речи, который переводил сигналы в слова. Это был первый случай, когда парализованный человек, который не мог говорить, использовал нейротехнологии для передачи целых слов, а не только букв.

Как работают нейропротезы

Первая версия интерфейса мозг-компьютер давала волонтеру словарный запас из 50 практических слов

За последние два десятилетия нейропротезирование прошло долгий путь. Протезы-имплантаты для слуха продвинулись дальше всех, их конструкции взаимодействуют с кохлеарным нервом внутреннего уха или провоцируя слуховую реакцию ствола мозга. Также проводятся исследования имплантов сетчатки и мозговых имплантов для возвращения зрения, предпринимаются попытки дать людям с протезами рук чувство осязания. Все эти сенсорные протезы берут информацию из внешнего мира и преобразуют её в электрические сигналы, которые поступают в центры обработки информации в мозге.

Противоположный тип нейропротеза записывает электрическую активность мозга и преобразует её в сигналы, которые управляют чем-то во внешнем мире, например роботизированной рукой, контроллером видеоигры или курсором на экране компьютера. Этот последний способ управления позволил парализованным людям набирать слова — побуквенно, но с использованием функции автозаполнения для ускорения процесса.

Для печатания с помощью мозговых сигналов имплант обычно помещают в моторную кору — это часть мозга, которая контролирует движение. Затем пользователь представляет определённые физические действия, чтобы управлять курсором, перемещающимся по виртуальной клавиатуре. Другой подход, впервые предложенный в статье 2021 года, заключался в том, что пользователь представлял, как он пишет буквы от руки на листе бумаги. Это порождало сигналы в моторной коре, которые преобразовывались в текст. Такой подход установил новый рекорд скорости, позволив добровольцу писать около 18 слов в минуту.

Исследовательская группа Калифорнийского университета выбрала более амбициозный подход. Вместо того, чтобы считывать намерение пользователя переместить курсор или ручку, они стали искать возможность управлять голосовым аппаратом, языком и губами.