Teknologien til at styre en computer ved kun at bruge dine tanker har eksisterede i årtier. Alligevel har vi gjort begrænsede fremskridt med at bruge det til dets oprindelige formål: at hjælpe mennesker med alvorlige handicap til at kommunikere. Indtil nu er det. En ny undersøgelse har vist, at en alternativ hjerne-computer interface-teknologi kan hjælpe mennesker med "låst syndrom" med at tale til omverdenen. Det har endda gjort det muligt for syge at rapportere, at de er glade på trods af tilstanden.

De sidste faser af den degenerative tilstand kendt som Amyotrofisk lateral sklerose (ALS) eller motorneuronsygdom, efterlader syge i en fuldstændig låst tilstand. I sidste ende kan de ikke bevæge nogen del af deres kroppe, ikke engang deres øjne, selvom deres hjerner forbliver upåvirket. Men forskere har kæmpet for at bruge hjerne-computer interface teknologi, der måler elektrisk aktivitet i hjernen for at hjælpe dem med at kommunikere.

En af grundene til dette er, at det stadig er uklart, hvor meget disse konventionelle hjerne-computer interface systemer er afhængige af elektriske signaler, der genereres af bevægelse af øjenmuskler. En ALS-lidende, der havde brugt en hjerne-computer-grænseflade, da hun stadig kunne bevæge øjnene mistede sin evne til at kommunikere gennem teknologien efter at være blevet helt låst inde. Dette antydede, at det meste af den elektriske aktivitet, der blev registreret af computeren, var relateret til ufrivillige øjenbevægelser, der opstod, da hun tænkte på noget snarere end selve tankerne.

Oxygenovervågning

For at overvinde dette problem brugte en international gruppe forskere en anden måde at opdage neurale aktiviteter, der måler ændringer i mængden af ​​ilt i hjernen snarere end elektriske signaler. Forskningen, offentliggjort i PLoS Biology, involveret en teknik kendt som funktionel nær-infrarød spektroskopi, som bruger lys til at måle ændringer i iltniveauer i blodet. Fordi de områder af hjernen, der er mest aktive på et givet tidspunkt, bruger mere ilt, betyder det, at du kan opdage mønstre af hjerneaktivitet fra iltudsving.

Denne teknik er ikke så følsom over for muskelbevægelser som elektroencefalografisystemerne (EEG), der bruges til at måle elektrisk aktivitet. Dette betyder, at den nye metode kan bruges til at hjælpe ALS-syge med at kommunikere både før og efter at de mister hele deres evne til at bevæge sig, fordi det er mere sandsynligt, at det kun registrerer hjerneaktivitet relateret til tanker.

Undersøgelsen omfattede fire ALS-syge, hvoraf tre ikke havde været i stand til at kommunikere pålideligt med deres plejere siden 2014 (den sidste siden begyndelsen af ​​2015). Ved at bruge den nye hjerne-computer-interface-teknologi var de i stand til pålideligt at kommunikere med deres plejere og familier over en periode på flere måneder. Dette er første gang det har været muligt for indlåste patienter.

De frivillige blev stillet spørgsmål om personlig og generel viden med kendte “ja” eller “nej” svar. Grænsefladen hjerne-computer fangede deres svar korrekt 70% af tiden, hvilket forskerne hævdede var nok til at vise, at de ikke bare optog det rigtige svar tilfældigt. Lignende eksperimenter ved hjælp af EEG slog ikke denne tærskel på chance.

Patienterne var også i stand til at kommunikere deres følelser om deres tilstand, og alle fire af dem svarede gentagne gange ”ja”, da de blev spurgt, om de var glade i løbet af flere uger. En patient blev endda spurgt, om han ville acceptere, at hans datter skulle gifte sig med sin kæreste. Desværre for parret sagde han nej. De frivillige er fortsat med at bruge systemet derhjemme efter afslutningen af ​​undersøgelsen.

Banebrydende forskning

Som jeg ved fra min egen forskning, kræver det meget hårdt arbejde at arbejde med helt indesluttede patienter. Især kan du ikke vide med sikkerhed, om brugeren har forstået, hvordan vi vil have dem til at give et svar, som vi kan prøve at opdage. Hvis et system, der tidligere er blevet brugt til at registrere funktionsdygtige brugeres hjerneaktivitet, ikke fungerer med låste patienter, er det almindeligt at antage, at personen og ikke maskinen er skyld, hvilket muligvis ikke er tilfældet sagen. Derudover er der øget pres på forskere - fra patientens familie og fra dem selv - for at opfylde drømmen om at finde en måde at kommunikere med de frivillige på.

Disse udfordringer fremhæver, hvilken vigtig bedrift den nye undersøgelse er. Det er et banebrydende stykke forskning, der kan give en ny vej til udvikling af bedre hjerne-computer interface teknologi. Selvom systemet indtil videre kun tillader låste patienter at give ja eller nej svar, repræsenterer det allerede en stor forbedring af livskvaliteten.

Det første system til hjernecomputerinterface nogensinde var designet til at gøre det muligt for handicappede (dog ikke låste) brugere at stave ord og så kommunikere enhver besked, de ønskede, ganske vist gennem en langsom og langvarig proces. Så det er sikkert at antage, at den nye teknologi kun er det første skridt i retning af mere sofistikerede systemer, der tillader gratis tovejskommunikation ikke baseret på enkle spørgsmål.

Måske vigtigere er, at teknologien allerede har gendannet kommunikationsmulighederne hos fire personer, der havde været lydløse i årevis. Forestil dig, hvordan disse patienter og deres familier skal have haft det, da de endelig var i stand til at "tale" igen. På trods af udfordringerne i hjernecomputer-interface-forskning er resultater som dette det, der får os til at fortsætte.

Om forfatteren

Ana Matran-Fernandez, postdoktoral forsker, University of Essex

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort den The Conversation. Læs oprindelige artikel.

Relaterede bøger

at InnerSelf Market og Amazon