Нейроинтерфейс позволил пациенту с БАС передать 1,96 млн слов

Исследователи Калифорнийского университета в Дейвисе описали длительное использование речевого нейроинтерфейса у пациента с боковым амиотрофическим склерозом (БАС). На протяжении 19 месяцев пациент Кейси Харрелл передал 1 960 163 слова и 183 060 предложений, общаясь с близкими, врачами и коллегами. Средняя скорость набора составляла 56 слов в минуту, система применялась более 3 800 часов.

Имплантация прошла в 2023 году: в левую прецентральную извилину установили четыре массива микроэлектродов, что дало 256 кортикальных каналов для съёма сигналов. Алгоритм переводил нейронную активность в вероятности фонем каждые 80 миллисекунд, после чего языковая модель подбирала наиболее вероятную последовательность слов из словаря примерно на 125 000 слов. Полученный текст выводился на экран в реальном времени; по завершении фразы он мог воспроизводиться синтезированным голосом, настроенным на тембр пациента до болезни.

Использование проходило вне лаборатории, в домашней среде без постоянного присутствия исследователей. На момент публикации Харрелл включал систему в 444 из 653 дней после имплантации. После того как помощникам пациента разрешили самостоятельно подключать и отключать оборудование, среднее ежедневное время взаимодействия выросло с 3,7 до 9,5 часа.

Оценка точности включала и субъективные, и формальные тесты. По оценке самого Харрелла 92% переданных предложений система декодировала как минимум «в основном корректно». В тестах, где на экране показывали слова, точность превышала 99% при словаре в 125 000 слов, с пиковым значением 99,2%. Ранее в лабораторных условиях команда сообщала о 99,6% точности в первой 30‑минутной тренировочной сессии при словаре из 50 слов и о 90,2% точности на второй день после 1,4 часа настройки при словаре в 125 000 слов.

Кроме преобразования речи в текст, интерфейс использовался для управления курсором на компьютере. Оба режима работали на основе сигналов из речевой моторной коры, тогда как ранее считалось, что управление движением и речь требуют разных зон мозга.

Соавтор исследования Сергей Стависки привёл цифру и её значение: «3800 часов записи мозговой активности во время использования системы стали, по нашим данным, крупнейшим индивидуальным набором данных с разрешением на уровне отдельных нейронов».

Авторы указывают на ограничения работы: описан один клинический случай, и пока неизвестно, насколько результаты применимы к другим пациентам, вариантам имплантации, типам электродов и неврологическим состояниям. Система остаётся экспериментальной, использует проводные соединения, требует ежедневного подключения обученными помощниками и из‑за размеров оборудования подходит главным образом для домашнего использования.

В публикации также отмечено, что в академическом и промышленном секторах есть отдельные примеры других нейроинтерфейсов, где пользователи управляли играми или создавали музыку мыслями, но прямые сравнения затруднены из‑за различий в методах и объёме данных. Авторы говорят о необходимости дополнительных испытаний и доработок для проверки надёжности и масштабирования технологии.