Công nghệ điều khiển máy tính chỉ sử dụng suy nghĩ của bạn tồn tại trong nhiều thập kỷ. Tuy nhiên, chúng tôi đã đạt được tiến bộ hạn chế trong việc sử dụng nó cho mục đích ban đầu của nó: giúp những người khuyết tật nghiêm trọng giao tiếp. Cho đến bây giờ, đó là. Một nghiên cứu mới đã chỉ ra rằng một công nghệ giao diện máy tính não thay thế có thể giúp những người mắc hội chứng bị khóa có thể nói chuyện với thế giới bên ngoài. Nó thậm chí còn cho phép những người đau khổ báo cáo rằng họ hạnh phúc, bất chấp điều kiện.

Các giai đoạn cuối cùng của tình trạng thoái hóa được gọi là teo cơ xơ cứng cột bên (ALS) hoặc bệnh thần kinh vận động, khiến những người mắc bệnh trong tình trạng bị khóa hoàn toàn. Cuối cùng, chúng không thể di chuyển bất kỳ bộ phận nào trên cơ thể, thậm chí là mắt, mặc dù bộ não của chúng vẫn không bị ảnh hưởng. Nhưng các nhà khoa học đã phải vật lộn để sử dụng công nghệ giao diện máy tính não để đo hoạt động điện trong não để giúp họ giao tiếp.

Một lý do cho điều này là vẫn chưa rõ các hệ thống giao diện máy tính thông thường này dựa vào tín hiệu điện được tạo ra bởi sự chuyển động của cơ mắt. Một người mắc bệnh ALS đã sử dụng giao diện máy tính não khi cô ấy vẫn có thể di chuyển mắt mất khả năng giao tiếp thông qua công nghệ sau khi hoàn toàn bị khóa. Điều này cho thấy rằng hầu hết các hoạt động điện được ghi lại bởi máy tính có liên quan đến chuyển động mắt không tự nguyện xảy ra khi cô nghĩ về điều gì đó hơn là chính những suy nghĩ.

Theo dõi oxy

Để khắc phục vấn đề này, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã sử dụng một cách khác để phát hiện hoạt động thần kinh đo lường sự thay đổi lượng oxy trong não thay vì tín hiệu điện. Các nghiên cứu, được công bố trong PLoS Biology, liên quan đến một kỹ thuật được gọi là chức năng quang phổ cận hồng ngoại, trong đó sử dụng ánh sáng để đo lường sự thay đổi nồng độ oxy trong máu. Bởi vì các khu vực của não hoạt động mạnh nhất tại bất kỳ thời điểm nào cũng tiêu thụ nhiều oxy hơn, điều này có nghĩa là bạn có thể phát hiện các mô hình hoạt động của não từ sự dao động của oxy.

Kỹ thuật này không nhạy cảm với các chuyển động cơ bắp như các hệ thống điện não đồ (EEG) được sử dụng để đo hoạt động điện. Điều này có nghĩa là phương pháp mới có thể được sử dụng để giúp những người mắc bệnh ALS giao tiếp cả trước và sau khi họ mất toàn bộ khả năng di chuyển vì nhiều khả năng chỉ ghi lại hoạt động của não liên quan đến suy nghĩ.

Nghiên cứu có sự tham gia của bốn người mắc bệnh ALS, ba trong số đó không thể giao tiếp với những người chăm sóc họ một cách đáng tin cậy kể từ 2014 (người cuối cùng kể từ đầu 2015). Bằng cách sử dụng công nghệ giao diện máy tính não mới, họ có thể liên lạc đáng tin cậy với người chăm sóc và gia đình của họ trong khoảng thời gian vài tháng. Đây là lần đầu tiên điều này có thể xảy ra đối với bệnh nhân bị nhốt.

Các tình nguyện viên được hỏi những câu hỏi kiến ​​thức cá nhân và kiến ​​thức chung với câu trả lời đã biết có Giao diện máy tính não thu được các câu trả lời của họ một cách chính xác 70% thời gian, mà các nhà nghiên cứu lập luận là đủ để cho thấy họ không chỉ ghi lại câu trả lời đúng một cách tình cờ. Các thí nghiệm tương tự sử dụng EEG không vượt qua ngưỡng cơ hội này.

Các bệnh nhân cũng có thể truyền đạt cảm xúc của họ về tình trạng của họ, và cả bốn người trong số họ liên tục trả lời, vâng, khi họ được hỏi liệu họ có hạnh phúc trong vài tuần không. Một bệnh nhân thậm chí còn được hỏi liệu anh ta có đồng ý cho con gái mình cưới bạn trai không. Thật không may cho cặp vợ chồng, anh nói không. Các tình nguyện viên đã tiếp tục sử dụng hệ thống tại nhà sau khi kết thúc nghiên cứu.

Nghiên cứu đột phá

Như tôi biết từ nghiên cứu của riêng tôi, làm việc với các bệnh nhân bị khóa hoàn toàn đòi hỏi rất nhiều công việc khó khăn. Cụ thể, bạn không thể biết chắc chắn liệu người dùng có hiểu cách chúng tôi muốn họ đưa ra câu trả lời mà chúng tôi có thể cố gắng phát hiện hay không. Nếu một hệ thống trước đây được sử dụng để ghi lại hoạt động não của những người dùng có khả năng không hoạt động với bệnh nhân bị khóa, thì thông thường người ta cho rằng người đó, chứ không phải máy, có lỗi, có thể không phải là lỗi. trường hợp. Hơn nữa, có thêm áp lực đối với các nhà nghiên cứu - từ gia đình bệnh nhân và từ chính họ - để thực hiện ước mơ tìm cách giao tiếp với các tình nguyện viên.

Những thách thức này nêu bật những thành tựu quan trọng của nghiên cứu mới. Đây là một nghiên cứu đột phá có thể cung cấp một con đường mới để phát triển công nghệ giao diện máy tính tốt hơn. Mặc dù hệ thống cho đến nay chỉ cho phép bệnh nhân bị khóa đưa ra câu trả lời có hoặc không, nhưng nó đã thể hiện sự cải thiện lớn về chất lượng cuộc sống.

Hệ thống giao diện máy tính đầu tiên từng được thiết kế để cho phép người dùng bị vô hiệu hóa (mặc dù không bị khóa) đánh vần các từ và do đó truyền đạt bất kỳ tin nhắn nào họ muốn, phải thừa nhận thông qua một quá trình chậm và kéo dài. Vì vậy, thật an toàn khi cho rằng công nghệ mới chỉ là bước đầu tiên hướng tới các hệ thống tinh vi hơn sẽ cho phép giao tiếp hai chiều miễn phí không dựa trên các câu hỏi đơn giản.

Có lẽ quan trọng hơn, công nghệ đã khôi phục khả năng giao tiếp của bốn người đã bị câm trong nhiều năm. Hãy tưởng tượng những bệnh nhân này và gia đình họ phải cảm thấy như thế nào khi cuối cùng họ cũng có thể nói tiếng Anh một lần nữa. Bất chấp những thách thức trong nghiên cứu giao diện não-máy tính, kết quả như thế này là điều khiến chúng tôi tiếp tục.

Giới thiệu về Tác giả

Ana Matran-Fernandez, Nhà nghiên cứu sau tiến sĩ, Đại học Essex

Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

at Thị trường InnerSelf và Amazon