Επιστήμονες μεταφράζουν εγκεφαλικά κύματα σε λόγο σε άντρα με παράλυση

Για πρώτη φορά, επιστήμονες καταφέρνουν να μεταφέρουν σε κείμενο την εγκεφαλική λειτουργία ενός ανθρώπου με παράλυση ο οποίος δεν έχει την ικανότητα του λόγου.

Νευροεπιστήμονες εμφύτευσαν μια συστοιχία ηλεκτροδίων στο μέγεθος μιας πιστωτικής κάρτες στον εγκέφαλο ενός ατόμου 36 ετών, στο κομμάτι το οποίο είναι υπεύθυνο για τον σχηματισμό του λόγου.

Η επιστημονική ομάδα, από το University of California, San Francisco (UCSF), στη συνέδρια χρησιμοποίησε αλγόριθμους προκειμένου να εκπαιδεύσει υπολογιστές να αναγνωρίζουν και να κατηγοριοποιούν λέξεις από συγκεκριμένα μοτίβα στη λειτουργία του εγκεφάλου του συμμετέχοντος. Ρώτησαν τον άντρα να σκεφτεί πως λέει λέξεις οι οποίος εμφανίζοντας μπροστά του σε μια οθόνη. Επιπροσθέτως, εκτός από αυτά τα μοντέλα, χρησιμοποίησαν ένα μοντέλο φυσικής γλώσσας το οποίο είναι ένα πρόγραμμα που προβλέπει την επόμενη λέξη σε μια πρόταση βασισμένο στις προηγούμενες λέξεις.

Το αποτέλεσμα αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό βήμα προς την αποκατάσταση του λόγου για τους ανθρώπους οι οποίοι αδυνατούν να επικοινωνήσουν λόγω της παράλυσης, δήλωσε ο David Moses, μηχανικός στο UCSF και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης αυτής σε συνέντευξη του στο San Francisco Chronicle.

Παλαιότερα έχουν υπάρξει διάφορες προσεγγίσεις σε αυτό το θέμα, αλλά αυτή είναι η πρώτη απόδειξη του ότι κάποιος μπορεί να προσπαθήσει να μιλήσει και εμείς μπορούμε να μεταφράσουμε αυτή τη προσπάθεια σε λέξεις βασιζόμενοι στην εγκεφαλική λειτουργία του.

Απώλεια του καταληπτού λόγου

Ο συμμετέχοντας, ο οποίος ήταν 36 ετών στην αρχή της μελέτης, υπέστη εγκεφαλικό στο στέλεχος του εγκεφάλου όταν ήταν 29 ετών το οποίο οδήγησε σε σοβαρή παράλυση και σε απώλεια του κατάπληκτου λόγου, γνωστή ως αναρθρία.

Άλλα αιτία αναρθρίας συμπεριλαμβάνουν πλαγιά μυατροφική σκλήρυνση (ALS), μια σπάνια νευρολογική πάθηση που κυρίως επηρεάζει τα νεύρα υπεύθυνα για την εκούσια κίνηση.

Ο άντρας στη μελέτη μπορούσε να βγάλει άναρθρες κραυγές άλμα δεν ήταν ικανός να σχηματίσει λέξεις, παρότι είχε υγιείς γνωστικές λειτουργίες.

Χρησιμοποιώντας μικρές κινήσεις του κεφαλιού του, μπορούσε να ελέγξει μια συσκευή πληκτρολόγησης συνδεδεμένη σε υπολογιστή προκειμένου να επικοινωνήσει. Όμως, η ταχύτητα πληκτρολόγησης με αυτή τη συσκευή ήταν μόνο περίπου 5 σωστές λέξεις ανά λεπτό.

Μετά από 48 εκπαιδευτικές συνεδρίες με τη νέα τεχνολογία «που διαβάζει το μυαλό» μέσα σε 81 εβδομάδες, ήταν ικανός να παράγει περίπου 15 λέξεις το λεπτό με τη πιθανότητα λάθους να είναι περίπου 26%.

Οι επιστήμονες, οι οποίοι ανέφεραν τα ευρήματα τους στο περιοδικό The New England Journal of Medicine, υποστηρίζουν πως οι τεχνολογίες αποκωδικοποίησης του λόγου θεωρούνται αποτελεσματικές αν έχουν ποσοστό λάθος κάτω από 30%.

Η μελέτη αυτή αντιπροσωπεύει μια καινοτομία η οποία θα αλλάξει ριζικά το πεδίο αυτό, όπως είπε ο Dr. Lee H. Schwamm, επικεφαλής της συμβουλευτικής επιτροπής του American Strike Association και που δεν ήταν εμπλεκόμενος στην έρευνα.

Παρόλο που η μέθοδος αυτή είναι αρκετά επεμβατική καθώς χρειάζεται να γίνει χειρουργείο εγκέφαλο προκειμένου να γίνει εμφύτευση της λωρίδας καταγραφής στην επιφάνεια του εγκεφάλου και η ακρίβεια της μεταφοράς από τη σκέψη στο λόγο ήταν μέτρια, η μελέτη αυτή είναι το λιγότερο πρωτοποριακή, όπως είπε ο Dr. Schwamm, αντιπρόεδρος στο Mass General Brigham και καθηγητής νευρολογίας στο Harvard Medical School in Boston, MA.

Ανέφερε πως ενώ παλαιότερη έρευνα έχει χρησιμοποίηση παρόμοια μέθοδο για να μετάφραση σκέψεις σχετικά με μια κίνηση σε έλεγχο ενός ρομποτικού χεριού, είναι πολύ μεγαλύτερο βήμα η αποκρυπτογράφηση λέξεων.

Η περιοχή του εγκεφάλου όπου τοποθετείται το εμφύτευμα, δεν θεωρείται πως παίζει σημαντικό ρόλο στην κατανόηση του λόγου ή στην παραγωγή λέξεων, γεγονός που προκαλεί μεγάλη εντύπωση.

Το κομμάτι αυτό στον εγκέφαλο, εμπλέκεται στην κίνηση των χειλιών και του λαιμού προκειμένου να παραχθούν ήχοι. Επομένως το ακόλουθο βήμα θα είναι πιθανόν να ερευνηθεί αν αυτή η μέθοδος μπορεί να βοηθήσει και ανθρώπους με αφασία, η οποία είναι μια πολύ πιο συνήθης αιτία για την απώλεια λόγου μετά από ένα εγκεφαλικό, πρόσθεσε ο Dr. Schwamm.

Δεδομένα εγκεφαλικής λειτουργίας

Στις 48 συνεδρίες εκπαίδευσης, ο συμμετέχω προσπάθησε να πράξει συγκεκριμένες λέξεις από μια ομάδα 50 λέξεων.

Σε κάθε δοκιμή, παρουσιάστηκε με μια σπορ φορές τις λέξεις σε μια οθόνη. Όταν η λέξη γινόταν πράσινη μετά από μια καθυστέρηση 2 δευτερολέπτων, προσπαθούσε να πει τη λέξη.

Μέσα στο πέρας αυτών των συνεδρίων, οι ερευνητές συγκέντρωσαν δεδομένα 22 ωρών εγκεφαλικής λειτουργίας, τα οποία θα εισήγαγαν στον αλγόριθμο.

Σε δυο επιπλέον τελευταίες συνεδρίες, ο άντρας προσπάθησε να χρησιμοποιήσει λέξεις τις οποίες είχε μάθει προηγουμένως προκειμένου να δημιουργήσει προτάσεις.

Σε κάθε δοκιμή, παρουσιαζόταν στο συμμετέχοντα μια πρόταση και εκείνος προσπαθούσε να παράγει τις λέξεις όσο πιο γρήγορα μπορούσε με το να σκέφτεται πως τις προφέρει.

Ο αλγόριθμος και το μοντέλο λόγου επέτρεψαν στις σκέψεις του να αποκρυπτογραφηθούν χωρίς λάθος σε περισσότερες από τος μισές δοκιμές προτάσεων.

Παράλυση: Τι είναι;

Η παράλυση αναφέρεται στη προσωρινή ή στη μόνιμη απώλεια εκούσιας κίνησης των μυών σε ένα σημείο του σώματος.

Οι άνθρωποι μπορούν να βιώσουν εντοπισμένη, γενικευμένη, μερική ή ολική παράλυση.

Τι είναι η παράλυση;

Εγκεφαλικό, τραυματισμός στη σπονδυλική στήλη ανάμεσα σε άλλα, μπορούν να οδηγήσουν σε παράλυση.

Η παράλυση είναι η απώλεια εκούσιας λειτουργίας των μυών σε ένα η περισσότερα μέρη του σώματος ως αποτέλεσμα της καταστροφής του νευρικού συστήματος.

Το νευρικό σύστημα έχει δυο μέρη·

• Το κεντρικό νευρικό σύστημα, το οποίο περί κάνει τον εγκέφαλο και την σπονδυλική στήλη.

• Το περιφερειακό νευρικό σύστημα, το οποίο περιλαμβάνει οκά τα νεύρα εκτός του κεντρικού νευρικού συστήματος.

Τα νευρικά κύτταρα, ή αλλιώς οι νευρώνες, στο περιφερειακό νευρικό σύστημα εκτελούν διάφορες λειτουργίες.

Οι κινητικοί νευρώνες για παράδειγμα, ρυθμίζουν την κίνηση των μυών. Οι αισθητικοί νευρώνες στέλνουν πληροφορίες σχετικά με την πίεση, τον πόνο, την θερμοκρασία κτλ στο κεντρικό νευρικό σύστημα.

Η παράλυση συμβαίνει όταν τα νευρικά κύματα διακόπτονται λόγο καταστροφής στα νεύρα, στη σπονδυλική στήλη ή στον εγκέφαλο.

Τύποι Παράλυσης

Οι ιατροί κατατάσσουν την παράλυση με βασισμένοι στα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

Σοβαρότητα

Ο βαθμός της απώλειας λειτουργίας των μυών καθορίζει τη σοβαρότητα της παράλυσης. Η μερική παράλυση, η πάρεση, καταλήγει σε σημαντική αδυναμία των μυών και σε αναπηρία.

Όμως, οι άνθρωποι με πάρεση διατηρούν σε ένα μικρό βαθμό έλεγχο των επηρεασμένης μυών.

Η ολική παράλυση συμβαίνει όταν ένα άτομα δεν μπορεί να κουνήσει καθόλου το προσβεβλημένη κομμάτι του σώματος.

Διάρκεια

Η διάρκεια αναφέρεται στον καιρό για τον οποίο διαρκεί η παράλυση

Μερικές ιατρικές μαθήσεις, όπως η παράλυση ύπνου, είναι προσωρινές. Με τον καιρό, οι άνθρωποι επανακτούν μερικό η ολικό έλεγχο πάνω από τους επηρεασμένους μυς.

Τοποθεσία

Η εστιασμένη παράλυση επηρεάζει μια συγκεκριμένη, μικρή περιοχή του σώματος, όπως είναι το πρόσωπο, τα χέρια ή τα πόδια. Η γενικευμένη παράλυση εμφανίζεται σε μια μεγαλύτερη περιοχή συμπεριλαμβάνοντας πολλά μέρη του σώματος.

Τύποι παράλυσης:

• Μονοπληγία: επηρεάζει μόνο ένα κομμάτι του σώματος, όπως ένα χέρι ή πόδι

• Ημιπληγία: επηρεάζει ένα χέρι και ένα πόδι στην ίδια πλευρά του σώματος

• Παραπληγία (παράλυση του κάτω μέρους του σώματος): επηρεάζει και τα δυο πόδια και μερικές φορές τη λεκάνη και τα όργανο στη χώρα της κάτω κοιλίας

• Τετραπληγία : επηρεάζει και τα τέσσερα άκρα και μερικές φορές και τους μυς του κορμού, τις λειτουργίες των εσωτερικών οργάνων ή και τα δυο.

Η βλάβη στη σπονδυλική στήλη είναι η πιο συχνή αιτία της παραπληγίας.

Μυϊκός τόνος

Η χαλαρή παράλυση καταστρέφει του κινητικούς νευρώνες του κάτω μέρους του σώματος οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για την κίνηση των σκελετικών μυών. Με τον καιρό οι μυς συρρικνώνονται και εκφυλίζονται.

Είναι πολύ συχνή επιπλοκή της πολιομυελίτιδας σύμφωνα με το CDC.

Η σπιτική παράλυση οδηγεί σε μυική ακαμψία, ακούσιους σπασμούς και αδυναμία. Αυτή η μορφή παράλυσης μπορεί να οφείλεται σε τραυματισμό της σπονδυλικής στήλης, σε Πλάγια Μυατροφική Σκλήρυνση (ALS), εγκεφαλικό ή σε κληρονομική σπαστική παραπληγία.

Συμπτώματα

Τα συμπτώματα ποικίλουν, αναλόγως στον τύπο και στην αίτια της παράλυσης. Το πιο συχνό σύμπτωμα είναι η απώλεια της μυϊκής λειτουργίας σε ένα η περισσότερες σημεία του σώματος.

Άλμα συμπτώματα μπορεί να είναι:

• Μούδιασμα ή πόνος στους επηρεασμένους μυς

• Μυϊκή αδυναμία

• Εμφανή σημάδια απώλειας μυών (Μυϊκή ατροφία)

• Ακαμψία

• Ακούσιοι σπασμοί

Αιτία

Με βάση δεδομένα από την Paralysis Prevalence and Health Disparities Survey του 2013, τα πιο συχνά αιτία στις Ηνωμένες Πολιτείες είναι τα ακόλουθα:

• Εγκεφαλικό

• Τραυματισμός στη σπονδυλική στήλη

• Εγκεφαλική παράλυση

• Πολλαπλή σκλήρυνση

Καταστροφή σε οποιοδήποτε μέρες του νευρικού συστήματος μπορεί να έχει πολύ σοβαρές συνέπειες στην υγεία και στην ποιότητα ζωής ένας ατόμου.

Παράλυση από Τσιμπούρι

Μερικά ήδη τσιμπουριών παράγουν νευροτοξίνες οι οποίες μπορούν να προκαλέσουν αδυναμία στους μυς και οξεία παράλυση στα πόδια των ανθρώπων. Η επίδραση των τοξινών σταδιακά εμφανίζονται και στα υπόλοιπα σημεία του σώματος. Οι περισσότεροι άνθρωποι αναρρώνουν πλήρως με την αφαίρεση του τσιμπουριού. Παρόλο αυτό, χωρίς καμία παρέμβασης η συγκεκριμένη παράλυση μπορεί να καταλήξει σε αναπνευστική ανεπάρκεια.

Κάντε click στα παρακάτω links εάν ψάχνετε νέα δουλειά στον τομέα της υγείας για τους εξείς κλάδους:

Φαρμακοποιός 

Νοσηλευτική 

Αλλιώς βρείτε όλες τις κατηγορίες εδώ

Πηγή:https://www.medicalnewstoday.com/articles/scientists-translate-brain-waves-of-paralyzed-man-into-words#Loss-of-intelligible-speech