Το 2020 ο Ούτζγουολ Τσαουντέρι, τότε βιοϊατρικός μηχανικός στο Πανεπιστήμιο του Tubingen και στο Κέντρο Βιονευρομηχανικής Wyss στη Γενεύη, παρακολουθούσε τον υπολογιστή του με μεγάλη έκπληξη, καθώς φάνηκε ότι ένα πείραμα με το οποίο ασχολούνταν για χρόνια, άρχισε να δείχνει τα πρώτα σημεία επιτυχίας.
Ενας 34χρονος, με πλήρη παράλυση, βρισκόταν ξαπλωμένος στο εργαστήριό του και στο κεφάλι του ήταν συνδεδεμένο ένα καλώδιο, το οποίο κατέληγε επίσης σε έναν υπολογιστή. Από τα ηχεία του κομπιούτερ ακουγόταν μία συνθετική φωνή να προφέρει στα γερμανικά γράμματα: «Ε, A, D…». όπως γράφουν οι New York Times.
Oπως γράφουν οι New York Times o ασθενής είχε διαγνωστεί πριν από μερικά χρόνια με Αμυοτροφική Πλευρική Σκλήρυνση (ALS), μία πάθηση η οποία οδηγεί στον προοδευτικό εκφυλισμό των εγκεφαλικών κυττάρων που εμπλέκονται στην κίνηση. Ο άνδρας είχε χάσει ακόμα και την ικανότητά του να κινεί τους βολβούς των ματιών του και τη γλώσσα του και ως εκ τούτου δεν μπορούσε να επικοινωνήσει.
Μέσα από τα πειράματά του, ο δρ Τσαουντέρι κατάφερε κάτι που παλαιότερα θα θεωρούνταν θαύμα. Ο ασθενής για πρώτη φορά, χωρίς να κινήσει κανέναν μυ από το σώμα του, μπόρεσε να επικοινωνήσει με τους γύρω του, χάρη σε μια εμφυτεύσιμη συσκευή που διάβαζε τα μοτίβα της εγκεφαλικής του δραστηριότητας.
Ο δρ Τσαουντέρι και οι συνεργάτες του έμειναν άναυδοι. «Δεν μπορούσα να πιστέψω ότι θα μπορούσε να γίνει κάτι τέτοιο», λέει ο ίδιος, ο οποίος σήμερα είναι διευθύνων σύμβουλος στην ALS Voice gGmbH, μίαw εταιρείαw νευροβιοτεχνολογίας με έδρα στη Γερμανία.
Τι ακριβώς έκαναν ο δρ Τσαουντέρι και η ομάδα του; Σύμφωνα με όσα δημοσιεύονται στην επιστημονική επιθεώρηση Nature Communications, οι ειδικοί συνέδεσαν τον εγκέφαλο του ασθενούς με έναν υπολογιστή, δημιούργησαν δηλαδή μία συσκευή διεπαφής.
Οι συσκευές διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή, ή BCI, είχαν χρησιμοποιηθεί εδώ και χρόνια σε πειράματα που γίνονταν σε ασθενείς με παράλυση. Ομως είναι η πρώτη φορά που δοκιμάζονται σε ασθενή με ALS, που είχε χάσει πλήρως τον εκούσιο μυϊκό έλεγχο σε όλο το σώμα του.
Η συσκευή διεπαφής και το ειδικό λογισμικό που δημιούργησαν οι επιστήμονες, έπειτα από πειράματα δύο ετών έδωσαν στον 34χρονο τη δυνατότητα να επικοινωνήσει και πάλι, επιλέγοντας με τη σκέψη του γράμματα, ώστε να σχηματίσει λέξεις. Ο ρυθμός με τον οποίο επέλεγε τα γράμματα, ήταν ένα γράμμα κάθε λεπτό.
Επίσης, για να φτάσουν σε αυτό το αποτέλεσμα οι επιστήμονες, ενίσχυσαν τη νευρωνική δραστηριότητά του με τη μέθοδο της ακουστικής νευροανατροφοδότησης, ώστε ο ασθενής να μπορεί να καθοδηγεί τη σκέψη του, και το ειδικό πρόγραμμα στον υπολογιστή να ερμηνεύει τα εγκεφαλικά του κύματα ως «ναι» ή «όχι».
Μέσω αυτής της διαδικασίας, ο ασθενής ήταν σε θέση να τροποποιεί την πυροδότηση των νευρώνων του, έτσι ώστε να επιλέγει γράμματα για να σχηματίσει λέξεις και φράσεις, προκειμένου να επικοινωνήσει.
Η διαδικασία έχει ως εξής: Τα εγκεφαλικά σήματα καταγράφονται από εμφυτευμένα μικροηλεκτρόδια στον εγκέφαλό του και ακολούθως αποκωδικοποιούνταν σε πραγματικό χρόνο από ένα σύστημα τεχνητής νοημοσύνης (μηχανικής μάθησης).
Ο αλγόριθμος ερμηνεύει τα εγκεφαλικά σήματα, αν σημαίνουν «ναι» ή «όχι». Στη συνέχεια, ένα άλλο πρόγραμμα διαβάζει φωναχτά τα γράμματα του αλφαβήτου και μέσω της ακουστικής ανατροφοδότησης ο ασθενής μπορεί να διαλέξει «ναι» ή «όχι» για κάθε γράμμα, οπότε με αυτό τον τρόπο, απορρίπτοντας ή αποδεχόμενος ένα γράμμα, μπορεί να σχηματίσει μια ολόκληρη λέξη ή φράση.
Οι ειδικοί δήλωσαν ότι «η μελέτη απαντά ένα χρόνιο ερώτημα, κατά πόσο οι άνθρωποι με πλήρες σύνδρομο εγκλεισμού, οι οποίοι έχουν χάσει κάθε εθελούσιο μυϊκό έλεγχο, συμπεριλαμβανομένων των κινήσεων των ματιών και του στόματός τους, χάνουν επίσης την ικανότητα του εγκεφάλου τους να γεννά εντολές επικοινωνίας. Στο παρελθόν είχε επιτευχθεί επιτυχής επικοινωνία μέσω της διαδικασίας διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή σε παράλυτα άτομα. Ομως, από όσο γνωρίζουμε, η μελέτη μας είναι η πρώτη που πέτυχε επικοινωνία με κάποιον ο οποίος δεν μπορούσε να κινήσει μόνος του κανένα μυ στο σώμα του και για τον οποίο συνεπώς η διεπαφή είναι πλέον το μοναδικό μέσο επικοινωνίας».
Οι ερευνητές ανέφεραν ότι η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμη και στο σπίτι ενός ασθενούς. Επεσήμαναν, πάντως, ότι προτού γίνει ευρεία κλινική χρήση της νέας μεθόδου, θα πρέπει να μεσολαβήσουν περαιτέρω έρευνες σε περισσότερους ασθενείς για να επιβεβαιώσουν την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητά της.
Παγκοσμίως, ο αριθμός των ανθρώπων με ALS αυξάνει συνεχώς και αναμένεται να ξεπεράσει τους 300.000 έως το 2040, με αρκετούς από αυτούς να έχουν φθάσει σε στάδιο όπου δεν μπορούν να μιλήσουν.