Predstavljajte si, da vas je oslabela bolezen, kap ali nesreča popolnoma ohromila. Ste popolnoma zavestni, vendar se ne morete premakniti ali celo komunicirati s tistimi okoli sebe. Ljudje v tem stanju - znani kot Zaklenjeni sindrom - močno trpijo, zaprti v svojih glavah in se zdijo, da so navkljub polnemu notranjemu življenju površno v stalnem vegetativnem stanju.
Nova naprava, opisana v včerajšnjem prispevku, objavljenem v reviji Current Biology, lahko vsem, ki se zaklenejo , ponudi upanje: nova uporaba fMRI tehnologije za branje misli. Eksperimentalna nastavitev omogoča posameznikom, da vtipkajo 27 simbolov (26 črk in presledk), ne da bi izgovorili besedo ali premaknili mišico, temveč zgolj s preprosto vključitvijo v različne miselne vzorce. Sistem bi lahko nekega dne zagotovil praktično sredstvo za vsakodnevno komunikacijo za tiste, ki se ne morejo premakniti.
Kot poroča Scientific American, je vodilna avtorica študije Bettina Sorger z univerze Maastricht na Nizozemskem prvič začela razmišljati o komunikaciji s paraliziranimi pacienti po izkušnji, ki jo je imela pred približno 10 leti, ko je delala kot medicinska sestra. Bolnica, ki se je okrepila od anestezije na oddelku intenzivne nege in je bila videti nezmožna gibanja ali govora, jo je nenadoma poskušala zadušiti. Nato je teden dni pozneje naletel na Sorgerja, medtem ko se je popolnoma zavestno in takoj opravičil. Začudeno se ji je zavedalo, da je bil, čeprav je imel delno anestezirano, le malo nadzora nad njegovimi gibi, popolnoma zavesten in se lahko celo teden dni pozneje spomni svojih dejanj. Mogoče bi lahko na kakšen način takim bolnikom v takih razmerah omogočili samo komunikacijo prek duševnih dejavnosti, je pomislila.
Zdaj je Sorger raziskovalec nevroznanja in skupaj s svojimi sodelavci so ustvarili napravo z dobrim konceptom, ki bi jo nekoč lahko uporabili za začasno ali trajno ohromljeno za dosego tega cilja. V raziskavi se je šest zdravih odraslih naučilo odgovarjati na vprašanja tako, da so na računalniški ekran duševno »vtipkali« posamezne črke.
Udeleženci so najprej opravili eno uro usposabljanja, da so se naučili izbrati različne črke po različnih miselnih vzorcih. Medtem ko so ležali znotraj funkcionalnega aparata za slikanje z magnetno resonanco (fMRI) - ki natančno meri aktivnost v različnih delih možganov z zaznavanjem količine krvnega pretoka - so strmeli v mizo, ki je vsebovala vseh 26 črk in simbol prostora. Črke so bile razporejene v treh vrsticah in vsaka vrstica je bila povezana z drugačno miselno nalogo: motorično slikanje (kot je sledenje obliki v umu), miselni izračun (na primer izvajanje težave z množenjem) ali notranji govor (npr. kot tiho recitiranje dela besedila). Poleg tega so bili na zaslonu v različnih obdobjih različno dolgo osvetljeni različni stolpci črk v doslednem zaporedju.
Za izbiro pisma so udeleženci čakali, da se prižge stolpec tega pisma, nato pa so opravili določeno vrsto miselne naloge, povezano s črko vrstice, dokler je črka ostala prižgana. Na primer, da bi v spodnjem grafu izbrali črko "L", bi udeleženec počakal 10 sekund za zakasnitev začetka, dokler se vrstica ne sveti, nato pa bo naredil miselni izračun polnih 10 sekund, dokler stolpec z "C", 'L' in 'U' zatemnjena. Če bi miselno nalogo nadaljevali 20 sekund, namesto 10, bi zaznali 'M'.
Ker je strojna oprema fMRI sposobna razlikovati med vzorci miselne aktivnosti, ki ustrezajo vsaki od treh opravil, in lahko tudi sledi, kdaj in natančno, kako dolgo je bila naloga miselno opravljena, bi sistem lahko uporabil oba parametra, da ugotovi, katera črka udeleženec je želel izbrati. Udeleženci so mukotrpno »vtipkali« pisma, da bi odgovorili na različna vprašanja, na primer »kako se vam reče?« In »kateri film ste nazadnje videli?«
Sistem je lahko natančno določil prvo črko vsakega odgovora na odmevnih 82 odstotkov časa, vendar inovativno uporabo programske opreme za prepoznavanje besedila, ki je odvisna od konteksta - iste vrste, ki omogoča, da vaš pametni telefon ugotovi, da ste mislili vnesti “super” namesto "grear" - pomeni, da je bila prva črka pravilno odkrita 95 odstotkov časa, ko je bila upoštevana druga črka, in 100%, ko je bila tretja črka vpisana.
Čeprav je sistem potreboval obsežen aparat fMRI in je bil izveden z zdravimi udeleženci, si je enostavno predstavljati, kako bi to sčasoma lahko prilagodili uporabnikom za tiste, ki ne morejo govoriti ali se premikati. Rešetka bi se lahko celo spremenila glede na kontekst, pri čemer bi bile, na primer, namesto črk predstavljene slike izbire hrane ali sobne temperature. S prakso bi verjetno lahko pospešili tudi postopek izbire črk, namesto črk pa bi lahko izbrali celo običajne besede.
Ta nov sistem se pridružuje številnim drugim vmesniškim bralnim napravam, razvitim v zadnjih letih, da bi lahko zaklenjeni pacienti imeli možnost komunikacije. Ker se ti sistemi izboljšujejo in izpopolnjujejo, jih bomo morda videli v bolnišnicah, kot je bila ta, na kateri je nekoč delal Sorger, da bi ta bolnik dobesedno delil svoje misli. "Tudi če ima ena oseba koristi, " pravi, "bila bi zelo vesela."
