Teknologien til å kontrollere en datamaskin som bruker bare dine tanker har eksisterte i flere tiår. Likevel har vi gjort begrensede fremskritt i å bruke den til sitt opprinnelige formål: å hjelpe mennesker med alvorlige funksjonshemninger til å kommunisere. Inntil nå er det det. En ny studie har vist at en alternativ hjernedatamaskingrensesnittteknologi kan hjelpe folk med "locked-in syndrom" å snakke med omverdenen. Det har til og med gitt lider å rapportere at de er glade, til tross for tilstanden.

De siste stadier av degenerative tilstanden kjent som amyotrofisk lateral sklerose (ALS) eller motorneuronsykdom, forlater sufferers i en fullstendig låst tilstand. Til slutt kan de ikke flytte noen del av kroppene sine, ikke engang øynene deres, selv om deres hjerner forblir upåvirket. Men forskere har slitt med å bruke hjernedatamaskingrensesnittteknologi som måler elektrisk aktivitet i hjernen for å hjelpe dem med å kommunisere.

En grunn til dette er at det fortsatt er uklart hvor mye disse konvensjonelle hjernedatamaskingrensesnittene stole på elektriske signaler som genereres av bevegelse av øye muskler. En ALS-lidende som hadde brukt et hjernedatamaskingrensesnitt da hun fortsatt kunne flytte øynene hennes mistet sin evne til å kommunisere gjennom teknologien etter å være helt låst inn. Dette antydet at det meste av den elektriske aktiviteten som ble registrert av datamaskinen, var relatert til ufrivillige øyebevegelser som skjedde da hun tenkte på noe i stedet for tankene selv.

Oksygenovervåking

For å overvinne dette problemet, brukte en internasjonal forskergruppe en annen måte å oppdage nevral aktivitet på som måler endringer i mengden oksygen i hjernen i stedet for elektriske signaler. Forskningen, publisert i PLOS biologi, involvert en teknikk kjent som funksjonell nærinfrarødspektroskopi, som bruker lys til å måle endringer i oksygenivåer i blodet. Fordi områdene av hjernen som er mest aktive til enhver tid, bruker mer oksygen, betyr det at du kan oppdage mønstre av hjerneaktivitet fra oksygenfluktuasjoner.

Denne teknikken er ikke så følsom for muskelbevegelser som elektroencefalografi (EEG) -systemene som brukes til å måle elektrisk aktivitet. Dette betyr at den nye metoden kan brukes til å hjelpe ALS-pasienter til å kommunisere både før og etter at de mister hele evnen til å bevege seg fordi det er mer sannsynlig å bare registrere hjernens aktivitet relatert til tanker.

Studien involverte fire ALS-lider, hvorav tre ikke hadde kunnet pålide seg pålitelig med sine omsorgspersoner siden 2014 (den siste siden tidlig 2015). Ved å bruke den nye hjernedatamaskingrensesnittteknologien, kunne de på en pålitelig måte kommunisere med sine omsorgspersoner og familier over en periode på flere måneder. Dette er første gang dette har vært mulig for innlåste pasienter.

Frivillige ble spurt personlige og generelle kunnskaper med kjente "ja" eller "nei" svar. Hjernedatamaskingrensesnittet fanget sine svar riktig 70% av tiden, som forskerne hevdet var nok til å vise at de ikke bare registrerte det riktige svaret ved en tilfeldighet. Lignende eksperimenter ved hjelp av EEG slo ikke denne terskelen på sjansenivå.

Pasientene var også i stand til å kommunisere sine følelser om tilstanden deres, og alle fire svarte gjentatte ganger "ja" da de ble spurt om de var glade i løpet av flere uker. En pasient ble til og med spurte om han ville være enig i at datteren hans giftet seg med kjæresten sin. Dessverre for paret sa han nei. Frivillige har fortsatt å bruke systemet hjemme etter studiens slutt.

Banebrytende forskning

Som jeg vet fra min egen forskning, krever det å jobbe med helt innlåste pasienter mye hardt arbeid. Spesielt kan du ikke vite sikkert om brukeren har forstått hvordan vi vil at de skal gi svar som vi kan prøve å oppdage. Hvis et system som tidligere har blitt brukt til å registrere hjernevirksomheten til funksjonshemmede brukere, ikke fungerer med innelåste pasienter, er det vanlig å anta at personen, og ikke maskinen, er feil, noe som kanskje ikke er saken. I tillegg er det lagt på press på forskere - fra pasientens familie og fra seg selv - for å oppfylle drømmen om å finne en måte å kommunisere med frivillige.

Disse utfordringene markerer hva en betydelig prestasjon den nye studien er. Det er et banebrytende stykke forskning som kan gi en ny vei for å utvikle bedre hjernedatamaskingrensesnittteknologi. Selv om systemet hittil bare tillater innelåste pasienter å gi ja eller nei svar, representerer det allerede en stor forbedring i livskvaliteten.

Det første hjernedatamaskingrensesnittet var designet for å aktivere funksjonshemmede (men ikke låste) brukere for å stave ord og så formidle enhver melding de ønsket, ganske vist gjennom en langsom og langvarig prosess. Så det er trygt å anta at den nye teknologien bare er det første skrittet mot mer sofistikerte systemer som vil tillate fri toveiskommunikasjon ikke basert på enkle spørsmål.

Kanskje enda viktigere, teknologien har allerede gjenopprettet kommunikasjonsevnen til fire personer som hadde vært stum i årevis. Tenk deg hvordan disse pasientene og deres familier må ha følt når de endelig kunne "snakke" igjen. Til tross for utfordringene i hjernedatamaskingrensesnittforskningen, er resultater som dette det som gjør oss til å fortsette.

Om forfatteren

Ana Matran-Fernandez, postdoktorale forsker, University of Essex

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

at InnerSelf Market og Amazon