Breinimplantaten laten, met AI, verlamde patiënt weer communiceren
- Door verbetering in het training van algoritmen is verdere versnelling mogelijk.
- Foutpercentage blijft een belangrijk obstakel.
- Twee onderzoeksgroepen komen onafhankelijk van elkaar tot vergelijkbare resultaten.
- Lees ook: Deze computer doet wat je denkt
Shutterstock, magic pictures
Amerikaanse onderzoekers hebben een grote stap gemaakt in het zichtbaar maken van gedachten van mensen die niet meer kunnen spreken als gevolg van een verlamming. De aanpak met implantaten onder de schedel in combinatie met algoritmen die de opgevangen signalen interpreteren, is niet nieuw. Ze zijn er echter in geslaagd een recordsnelheid van rond de 70 woorden per minuut te bereiken waarbij eerst vijf tot vijftien woorden per minuut het maximum was.
De resultaten zijn geboekt door twee onafhankelijke onderzoeksgroepen en werden in dezelfde editie van het prominente wetenschappelijk tijdschrift Nature gepubliceerd deze week. De groepen gebruiken een verschillende aanpak, maar kwamen grofweg op dezelfde uitkomsten.
Aan de Stanford University werden bij een patiënt met ALS elektroden geïmplanteerd bij twee gebieden in de hersenen die betrokken zijn bij spraak. ALS is een progressieve spierziekte waarbij de patiënt volledig verlamd raakt en dus ook de stem verliest, het zogeheten 'locked-in syndrome'. Bij de experimenten werden de signalen van de hersenactiviteit van de patiënt opgevangen wanneer deze probeerde te spreken. Algoritmen getraind op 'phonemen' ofwel de hersensignalen die geassocieerd zijn met spraakgeluiden, zetten de signalen vervolgens om in woorden.
Bij het onderzoek waarin de UC San Francisco samenwerkte met de UC Berkeley, werd een dun velletje met 253 elektroden aangebracht onder de schedel van een patiënt met een hersenverlamming. Ook de signalen die met deze elektroden werden opgevangen, werden 'vertaald door algoritmen getraind op phonemen.
Maar in dit onderzoek werden de uitkomsten vervolgens gecombineerd met gezichtsuitdrukkingen en gebruikt om een avatar op een computer aan te sturen.
Snelheidsverbetering verrassend gelijk
De snelheid waarmee de woorden die de patiënt wilde uitspreken, duidelijk werden lag bij de Stanford groep na vier maanden oefenen op zo'n 68 woorden per minuut. De andere groep bereikte meestal een snelheid van 78 woorden per minuut. Het foutpercentage is nog wel een punt van aandacht. Bij de Stanford groep lag dat bij een vocabulair van 50 woorden op 9,2% maar steeg naar 23,8% wanneer een woordenschat van 125.000 woorden werd gebruikt. de andere groep kwam op 8,2% bij een keuze uit 119 woorden en op 25% wanneer de keuzemogelijkheid werd uitgebreid naar 1024 woorden.
Hoewel de foutpercentages de techniek voor gebruik in het dagelijks leven nog ongeschikt maken, is de snelheid wel een enorme vooruitgang. De technologie tot nog toe steken op vijf tot tien woorden per minuut, wat zeer vermoeiend is in een gesprek, zei een van de onderzoekers tijdens een persconferentie waar The Verge bij was. Met zestig tot zeventig woorden per minuut gaat dat veel beter. Ter vergelijking, mensen spreken doorgaans met 150 tot 250 woorden per minuut.
Verbetering algoritmen ligt voor de hand
De onderzoekers wezen erop dat het tempo waarmee algoritmen kunnen worden getraind de afgelopen jaren steeds verder is toegenomen en dat die ontwikkeling doorzet. Daarom verwachten ze nog verdere verbetering in de prestaties. Ook kunnen de prestaties waarschijnlijk verbeteren als de hersensignalen van meer proefpersonen beschikbaar komen.
Reguliere behandeling nog ver weg
Overigens is de ontwikkeling van de technologie nog heel prematuur en ligt de toepassing in de reguliere behandeling van patiënten als het al zo ver komt nog vele jaren in het verschiet. Zo vergt het implanteren van de elektroden een dure en complexe operatie en is nog onvoldoende bekend hoe lang de elektroden goed blijven functioneren. Bovendien moeten de elektroden nu nog met draden worden uitgelezen wat de praktische toepassing in een huiselijke omgeving belemmert.
Reacties
Om een reactie achter te laten is een account vereist.
Inloggen Word abonnee