Έχει την τεχνολογία για τον έλεγχο ενός υπολογιστή χρησιμοποιώντας μόνο τις σκέψεις σας υπήρχε για δεκαετίες. Ωστόσο, έχουμε σημειώσει περιορισμένη πρόοδο στη χρήση του για τον αρχικό του σκοπό: να βοηθήσουμε τα άτομα με σοβαρές αναπηρίες να επικοινωνήσουν. Μέχρι τώρα, δηλαδή. Μια νέα μελέτη έδειξε ότι μια εναλλακτική τεχνολογία διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή μπορεί να βοηθήσει τα άτομα με «σύνδρομο κλειδωμένου» να μιλήσουν στον έξω κόσμο. Έχει επιτρέψει ακόμη και στους πάσχοντες να αναφέρουν ότι είναι ευτυχισμένοι, παρά την κατάσταση.

Τα τελευταία στάδια της εκφυλιστικής κατάστασης γνωστή ως αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση (ALS) ή ασθένεια κινητικών νευρώνων, αφήνει τους πάσχοντες σε πλήρη κατάσταση κλειδώματος. Στο τέλος δεν μπορούν να μετακινήσουν κανένα μέρος του σώματός τους, ούτε καν τα μάτια τους, αν και ο εγκέφαλός τους παραμένει ανεπηρέαστος. Αλλά οι επιστήμονες έχουν αγωνιστεί να χρησιμοποιήσουν τεχνολογία διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή που μετρά την ηλεκτρική δραστηριότητα στον εγκέφαλο για να τους βοηθήσει να επικοινωνήσουν.

Ένας λόγος για αυτό είναι ότι είναι ακόμα ασαφές πόσο αυτά τα συμβατικά συστήματα διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή βασίζονται σε ηλεκτρικά σήματα που δημιουργούνται από την κίνηση των μυών των ματιών. Μια πάσχουσα από ALS που χρησιμοποιούσε διεπαφή εγκεφάλου-υπολογιστή όταν μπορούσε ακόμα να κινήσει τα μάτια της έχασε την ικανότητά της να επικοινωνεί μέσω της τεχνολογίας αφού κλειστείτε εντελώς. Αυτό υποδηλώνει ότι το μεγαλύτερο μέρος της ηλεκτρικής δραστηριότητας που καταγράφεται από τον υπολογιστή σχετίζεται με ακούσιες κινήσεις των ματιών που συνέβησαν όταν σκεφτόταν κάτι και όχι τις ίδιες τις σκέψεις.

Παρακολούθηση οξυγόνου

Για να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα, μια διεθνής ομάδα ερευνητών χρησιμοποίησε έναν διαφορετικό τρόπο ανίχνευσης νευρωνικής δραστηριότητας που μετρά τις αλλαγές στην ποσότητα οξυγόνου στον εγκέφαλο και όχι ηλεκτρικά σήματα. Η έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο PLOS Biology, περιελάμβανε μια τεχνική γνωστή ως φασματοσκοπία σχεδόν υπέρυθρης ακτινοβολίας, το οποίο χρησιμοποιεί το φως για να μετρήσει τις αλλαγές στα επίπεδα οξυγόνου στο αίμα. Επειδή οι περιοχές του εγκεφάλου που είναι πιο ενεργές ανά πάσα στιγμή καταναλώνουν περισσότερο οξυγόνο, αυτό σημαίνει ότι μπορείτε να ανιχνεύσετε μοτίβα δραστηριότητας του εγκεφάλου από διακυμάνσεις οξυγόνου.

Αυτή η τεχνική δεν είναι τόσο ευαίσθητη στις μυϊκές κινήσεις όσο τα συστήματα ηλεκτροεγκεφαλογραφίας (ΗΕΓ) που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της ηλεκτρικής δραστηριότητας. Αυτό σημαίνει ότι η νέα μέθοδος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να βοηθήσει τους πάσχοντες από ALS να επικοινωνούν τόσο πριν όσο και αφότου χάσουν ολόκληρη την ικανότητά τους να κινούνται, επειδή είναι πιο πιθανό να καταγράφει μόνο εγκεφαλική δραστηριότητα που σχετίζεται με σκέψεις.

Στη μελέτη συμμετείχαν τέσσερις πάσχοντες από ALS, τρεις από τους οποίους δεν ήταν σε θέση να επικοινωνήσουν αξιόπιστα με τους φροντιστές τους από το 2014 (ο τελευταίος από τις αρχές του 2015). Χρησιμοποιώντας τη νέα τεχνολογία διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή, μπόρεσαν να επικοινωνήσουν αξιόπιστα με τους φροντιστές και τις οικογένειές τους σε διάστημα αρκετών μηνών. Αυτή είναι η πρώτη φορά που αυτό ήταν δυνατό για κλειδωμένους ασθενείς.

Οι εθελοντές έκαναν προσωπικές και γενικές ερωτήσεις με γνωστές απαντήσεις «ναι» ή «όχι». Η διεπαφή εγκεφάλου-υπολογιστή αιχμαλώτισε σωστά τις απαντήσεις τους στο 70% των περιπτώσεων, κάτι που οι ερευνητές υποστήριξαν ότι ήταν αρκετό για να δείξουν ότι δεν έγραψαν απλώς τυχαία τη σωστή απάντηση. Παρόμοια πειράματα με χρήση ΗΕΓ δεν ξεπέρασαν αυτό το όριο επιπέδου πιθανότητας.

Οι ασθενείς ήταν επίσης σε θέση να επικοινωνήσουν τα συναισθήματά τους για την κατάστασή τους και οι τέσσερις απάντησαν επανειλημμένα «ναι» όταν ρωτήθηκαν εάν ήταν ευτυχισμένοι κατά τη διάρκεια αρκετών εβδομάδων. Ένας ασθενής μάλιστα ρωτήθηκε αν θα συμφωνούσε η κόρη του να παντρευτεί το αγόρι της. Δυστυχώς για το ζευγάρι, είπε όχι. Οι εθελοντές συνέχισαν να χρησιμοποιούν το σύστημα στο σπίτι μετά το τέλος της μελέτης.

Πρωτοποριακή έρευνα

Όπως γνωρίζω από τη δική μου έρευνα, η εργασία με ασθενείς που είναι πλήρως κλειδωμένοι απαιτεί πολλή σκληρή δουλειά. Συγκεκριμένα, δεν μπορείτε να γνωρίζετε με βεβαιότητα εάν ο χρήστης έχει καταλάβει πώς θέλουμε να δώσει μια απάντηση που μπορούμε να προσπαθήσουμε να εντοπίσουμε. Εάν ένα σύστημα που είχε χρησιμοποιηθεί προηγουμένως για την καταγραφή της εγκεφαλικής δραστηριότητας των χρηστών δεν λειτουργεί με κλειδωμένους ασθενείς, είναι κοινό να υποθέσουμε ότι το άτομο, και όχι το μηχάνημα, φταίει, κάτι που μπορεί να μην είναι η υπόθεση. Επιπλέον, υπάρχει πρόσθετη πίεση στους ερευνητές - από την οικογένεια του ασθενούς και από τους ίδιους - να εκπληρώσουν το όνειρο να βρουν τρόπο επικοινωνίας με τους εθελοντές.

Αυτές οι προκλήσεις αναδεικνύουν το σημαντικό επίτευγμα της νέας μελέτης. Πρόκειται για μια πρωτοποριακή έρευνα που θα μπορούσε να προσφέρει μια νέα πορεία για την ανάπτυξη καλύτερης τεχνολογίας διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή. Παρόλο που το σύστημα μέχρι τώρα επιτρέπει μόνο στους κλειδωμένους ασθενείς να δίνουν ναι ή όχι απαντήσεις, αντιπροσωπεύει ήδη μια μεγάλη βελτίωση στην ποιότητα ζωής.

Το πρώτο σύστημα διασύνδεσης εγκεφάλου-υπολογιστή σχεδιάστηκε για να επιτρέπει στους χρήστες με ειδικές ανάγκες (αν και όχι κλειδωμένους) να γράφουν λέξεις και να επικοινωνούν έτσι οποιοδήποτε μήνυμα θέλουν, ομολογουμένως μέσω ενός αργή και χρονοβόρα διαδικασία. Έτσι, είναι ασφαλές να υποθέσουμε ότι η νέα τεχνολογία είναι μόνο το πρώτο βήμα προς πιο εξελιγμένα συστήματα που θα επέτρεπαν τη δωρεάν αμφίδρομη επικοινωνία που δεν βασίζεται σε απλές ερωτήσεις.

Moreσως το πιο σημαντικό, η τεχνολογία έχει ήδη αποκαταστήσει τις δυνατότητες επικοινωνίας τεσσάρων ανθρώπων που ήταν βουβές για χρόνια. Φανταστείτε πώς έπρεπε να ένιωσαν αυτοί οι ασθενείς και οι οικογένειές τους όταν τελικά μπόρεσαν να «μιλήσουν» ξανά. Παρά τις προκλήσεις στην έρευνα διεπαφών εγκεφάλου-υπολογιστή, τέτοια αποτελέσματα είναι αυτά που μας κάνουν να συνεχίσουμε.

Σχετικά με το Συγγραφέας

Ana Matran-Fernandez, Μεταδιδακτορική Ερευνήτρια, Πανεπιστήμιο του Essex

Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στις Η Συνομιλία. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Σχετικά βιβλία

at InnerSelf Market και Amazon