Casey Harrell ma w mózgu wszczepiony zestaw elektrod od prawie trzech lat, czyli mniej więcej tyle, ile większość z nas spędza na szukaniu kluczyków. Harrell, który cierpi na stwardnienie zanikowe boczne (ALS) i jest sparaliżowany, po raz pierwszy użył swojego interfejsu mózg-komputer (BCI) do „mówienia” zdań z pomocą zespołu badawczego w 2023 roku.

Od tego czasu Harrell nabrał tysięcy godzin użytkowania, czyniąc go technologicznym odpowiednikiem znajomego, który ma 10 000 godzin w grze wydanej w zeszłym tygodniu. Urządzenia może używać w dużej mierze samodzielnie, po tym jak zostanie „podłączony” z pomocą opiekuna. Jego zespół dodał nowe funkcje, a Harrell używa go także do surfowania po sieci i wykonywania swojej pracy – bo nawet z elektrodami w mózgu nie uciekniesz przed e-mailami.

„Żyjąc z chorobą taką jak ALS, powinieneś mieć ograniczone marzenia. Ja nie mam” – mówi Harrell dla MIT Technology Review. „Każda z tych rzeczy byłaby absolutnym darem niebios. Mieć je wszystkie, i wiele, wiele więcej, to prawdziwa rewolucja”.

W ciągu pierwszych 22,6 miesięcy po wszczepieniu urządzenia Harrell używał go przez ponad 3800 godzin w domu bez obecności badaczy, zespół poinformował dzisiaj w czasopiśmie Nature Medicine. „Jest pierwszym zaawansowanym użytkownikiem mowy BCI” – mówi członek zespołu Sergey Stavisky, neuroinżynier z University of California, Davis. Wreszcie ktoś, kto może szczerze powiedzieć, że spędza cały dzień podłączony do komputera.

Trzy lata temu Harrell powierzył swój mózg Davidowi Brandmanowi, profesorowi nadzwyczajnemu neurochirurgii na University of California, Davis, i jego współpracownikom. Harrell, który miał wtedy 45 lat, był już zdiagnozowany z ALS, chorobą zwyrodnieniową, która odbiera ludziom możliwość używania mięśni.

Harrell był zależny od innych przy sterowaniu wózkiem inwalidzkim, ubieraniu się i karmieniu. Miał trudności z mówieniem; ludzie mieli problem ze zrozumieniem, co mówi. Wtedy Brandman i jego współpracownicy zapytali, czy chciałby wypróbować implant mózgowy, który mógłby pomóc mu się komunikować. „Branża była na progu transformacji, a ja chciałem być jej częścią” – mówi Harrell. Zgodził się.

W lipcu 2023 roku, podczas pięciogodzinnej operacji, lekarze wszczepili mu cztery zestawy po 64 elektrod każdy do mózgu. Każda para zestawów była podłączona do punktu połączeniowego „pedestal” – tworząc dwa miejsca dokowania na zewnątrz czaszki, aby podłączyć elektrody do komputera. To jak mieć port USB na głowie, tylko ze znacznie wyższą stawką.

Zespół od dawna pracował nad opracowaniem algorytmów do dekodowania aktywności mózgu na mowę. Ich system działa poprzez rejestrowanie aktywności z kory ruchowej mowy – obszaru mózgu odpowiedzialnego za ruchy, które pozwalają nam mówić.

„Jest 39 fonemów, które składają się na wszystkie dźwięki w języku angielskim (amerykańskim)” – mówi Nicholas Card, neuroinżynier z UC Davis i członek zespołu. Mapowanie aktywności neuronowej związanej z wytwarzaniem każdego z tych fonemów pozwala zespołowi stworzyć spersonalizowany dekoder mowy i oprogramowanie, które może „mówić” te słowa. „Najpierw przechodzimy od danych mózgowych do fonemów, a następnie od fonemów do słów” – mówi.

Zaczęli używać urządzenia około miesiąc po operacji. Zespół uruchomił dekoder mowy Harrella pierwszego dnia, mówi Card. Tego dnia w sierpniu Harrell użył urządzenia do mówienia z 50-słownym słownikiem, a 99,6% słów było zgodnych z jego intencją. Słownik został później rozszerzony do 125 000 słów z dokładnością 97,5%. Co oznacza, że ma teraz mniej więcej takie samo słownictwo jak przeciętnie oczytany nastolatek, ale z dużo lepszą interpunkcją.

W tamtym czasie nie było jasne, jak długo urządzenie może działać. Interfejsy mózg-komputer są wciąż nowe – niewiele osób miało je wszczepione na dłuższy czas. Na przykład tkanka bliznowata może tworzyć się wokół elektrod w mózgu, zakłócając ich zdolność do odbierania aktywności neuronowej. Ale to