Нейроинтерфейс научили языку «запертых» людей

Синдром «запертого человека» выражается в полном параличе мышц, при котором пациент остается в сознании. Причиной такого состояния могут служить различные заболевания, например травмы головы или полиомиелит. При этом ряд пациентов способны реагировать на происходящее движениями глаз, другие — полностью лишены возможности движения, и их состояние внешне неотличимо от комы.

Одним из способов расширить коммуникативные возможности «запертых» людей являются нейрокомпьютерные интерфейсы. Однако сейчас такие системы не предусматривают неинвазивной регистрации сигналов мозга. Чтобы восполнить пробел, ученые из Тюбингенского университета и других вузов разработали систему на основе функциональной спектроскопии в ближней инфракрасной области.

Система тестировалась на четырех пациентах. Для различения ответов (по изменениям кровотока в лобно-центральных участках мозга) авторы использовали машинное обучение. Тренировка алгоритма продолжалась 20 сессий в случае одного и 46 сессий в случае трех пациентов. Дополнительно исследователи фиксировали состояние их сознания с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ).

Результаты показали, что после тренировки алгоритм был способен различать ответы «да» и «нет» с точностью 70 процентов. Затем добровольцам задавали вопросы, ответы на которые заранее неизвестны, и если по итогам десяти повторений система регистрировала семь ответов «да», они считались верными. Таким образом, ученые и родственники смогли общаться с «запертыми» людьми.

Примечательно, что на вопрос о качестве жизни все пациенты ответили, что «жизнь прекрасна». Это соответствует исследованию 2011 года, согласно которому «запертые» люди довольны жизнью — это важно учитывать при запросах на эвтаназию. Между тем, по одной из гипотез, утрата способности испытывать отрицательные эмоции служит для таких пациентов защитным механизмом.