Beyin Cihazı Bir Gün ALS Hastalarının İletişim Kurmasına Yardımcı Olabilir

Melbourne Üniversitesi'nden doğan bir şirket, Amyotrofik Lateral Skleroz (ALS)Amyotrofik Lateral Skleroz (ALS)Amyotrofik lateral skleroz (ALS), beyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin (nöronlar) kaybı sonucu gelişen, kaslarda güçsüzlük, erime (atrofi) ve istemli hareket kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalıktır. gibi konuşma yeteneği kısıtlı bireylerin, kelimeleri söylemeye çalışarak iletişim kurmasını sağlayabilecek, daha az invaziv bir beyin-bilgisayar arayüzü üzerinde çalışıyor.

Mevcut birçok beyin-bilgisayar arayüzü prototipi, kafatası içine elektrot yerleştirmeyi gerektiren invaziv cerrahi operasyonlar içerirken, Fluent adlı şirketin geliştirdiği düşük riskli arayüz, saç derisinin altına ancak kafatasının dışına yerleştirilecek şekilde tasarlandı. Şirket, bu daha az invaziv yaklaşımın, cerrahi olarak implante edilen bir işitme cihazı olan koklear implanttan bile daha iyi bir güvenlik profiline sahip olduğunu ve teknolojiyi daha geniş kitlelere ulaştırabileceğini belirtiyor.

Fluent'in CEO'su ve kurucu ortağı, biyomedikal mühendisi Dr. Tim Mahoney, üniversitenin basın açıklamasında bu gelişmeyi değerlendirerek, "Şimdiye kadar, bu teknolojik yeteneğin yalnızca kafatası içine yerleştirilen oldukça invaziv elektrotlarla mümkün olduğu düşünülüyordu," dedi. Mahoney, cihazın rutin bir koklear implanttan bile daha iyi bir güvenlik profiline sahip olması sayesinde, teknolojinin daha geniş bir nüfus için erişilebilir hale geleceğini vurguladı.

Beyin Sinyalleri İletişime Yardımcı Olabilir

ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık. hastalığında, istemli hareketleri kontrol eden motor nöronlarMotor nöronlarBeyinden ve omurilikten kaslara sinyal göndererek hareketi kontrol eden sinir hücreleri. zamanla ölür. Bu durum, kas güçsüzlüğünün kötüleşmesine ve hareket etme, konuşma, yutma ve nefes alma gibi temel işlevlerde giderek artan zorluklara yol açar.

Günümüzde ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık. hastaları için kullanılan iletişim araçları arasında iletişim panoları ve göz takip sistemleri bulunuyor. Bu sistemler, hastaların ekrandaki harfleri dokunarak veya göz hareketleriyle seçerek kelime ve cümleler oluşturmasına olanak tanıyor. Ancak, kas güçsüzlüğü ilerledikçe bu sistemlerin kullanımı da giderek zorlaşabiliyor.

Beyin-bilgisayar arayüzleri (BCI), bu fiziksel sınırlamaları aşmayı ve beyin aktivitesini doğrudan bilgisayar komutlarına dönüştürmeyi hedefliyor. Fluent'in geliştirdiği cihaz, konuşma için kullanılan kasları kontrol eden beynin motor korteksmotor korteksBeynin istemli hareketleri kontrol eden bölgesi. bölgesinin üzerinden gelen elektriksel sinyalleri kaydetmek üzere tasarlandı.

Bir kişi artık konuşamasa bile, kelimeleri söylemeye çalıştığında beynin hala belirgin aktivite kalıpları üretebildiği biliniyor. Araştırmacılar, bu kalıpları tanımak ve bunları metne veya sese dönüştürmek için bir makine öğrenimi modeli eğitiyorlar. Nihai amaç, hastaların konuşmadan veya herhangi bir düğmeye basmadan iletişim kurabilmesini sağlamak.

Dr. Mahoney, bu süreci bir benzetmeyle açıklıyor: "Elektriksel sinyalleri QR kodları gibi düşünürsek: bir kişi konuştuğunda, her bir ağız ve çene hareketi motor korteksmotor korteksBeynin istemli hareketleri kontrol eden bölgesi.lerinde farklı 'QR kodları' üretir. Konuşma güçlüğü çeken bir kişi konuşmaya çalıştığında da bu 'QR kodları' ortaya çıkar. Cihazımız bu kodları bir dizi halinde yakalayarak, birinin ne söylemeye çalıştığını anlamamızı sağlar."

Fluent'in teknolojisini diğerlerinden ayıran temel özellik, beyin sinyallerinin nerede kaydedildiğidir. Mevcut prototipler genellikle kafatası içine elektrot yerleştirmeyi gerektiren invaziv cerrahiyi içerirken, Fluent'in cihazı saç derisinin altına ancak kafatasının dışına yerleştirilmek üzere tasarlandı. Bu sayede beyinle doğrudan temastan kaçınılırken, yüksek kaliteli elektriksel sinyallerin yakalanması hedefleniyor.

Klinik Çalışmalar Bu Yıl Başlayacak

Dr. Mahoney, doktora araştırması sırasında, cihazla yakalanan elektriksel sinyallerin kalitesinin, cihazın saç derisinin altına veya dışına yerleştirilmesinden bağımsız olarak benzer olduğunu gösterdi. Bu bulgu, ekibin karmaşık cerrahiye gerek kalmadan teknolojiyi geliştirmesine olanak sağladı.

Teknoloji, St Vincent's Hastanesi Melbourne'daki Aikenhead Tıbbi Keşif Merkezi'nde katılımcılarla ön insan testlerinden geçti bile.

Mahoney, test sürecini şöyle anlattı: "Katılımcıların saç derilerine 144 elektrot yerleştirildi ve bu elektrotlar, katılımcılar farklı cümleleri konuşurken, mimik yaparken ve zihinlerinde canlandırırken motor korteksmotor korteksBeynin istemli hareketleri kontrol eden bölgesi.lerinde meydana gelen beyin aktivitesini kaydetti."

Ekibin kendi alanındaki en büyük İngilizce dil veri setini ve Japonya'daki işbirlikçilerinden elde edilen daha da büyük bir veri setini kullanarak, araştırmacılar 128 seçenek arasından doğru ifadeyi %96 doğrulukla tanımlayan bir makine öğrenimi modeli geliştirdi.

Fluent, yerleştirilebilir elektrotlarının klinik çalışmalarına doğru arayüzü ilerletmek için 2 milyon dolardan fazla fon topladı. Bu çalışmaların bu yılın sonlarında başlaması planlanıyor.

Melbourne Üniversitesi Araştırma Rektör Yardımcısı Dr. Mark Cassidy'ye göre, bu teknoloji nihayetinde ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık. ve diğer nörolojik hastalıklara sahip bireylerin daha fazla bağımsızlık kazanmasına yardımcı olabilir.