BCI rivoluzionaria restituisce la voce a pazienti con SLA

Il paziente Casey Harrell, un uomo bianco con capelli rasati e barba corta, indossa una maglietta polo rosa, sorride con gli occhi chiusi mentre prova il sistema BCI per la prima volta. Harrell è un utente di sedia a rotelle e c'è un microfono posizionato di fronte al suo viso
Quando il paziente ALS Casey Harrell ha provato l’interfaccia cervello-computer per la prima volta, è stato felice di sentire il sistema pronunciare le parole che voleva dire. (UC Regents)

Un paziente affetto da sclerosi laterale amiotrofica (SLA) ha recuperato la capacità di parlare grazie a una rivoluzionaria interfaccia cervello-computer (BCI) in grado di decodificare il suo discorso previsto con una precisione del 97%. Questa tecnologia, dotata di intelligenza artificiale integrata, è in grado di leggere ad alta voce il discorso previsto nella sua voce reale.

Casey Harrell, un uomo di 45 anni con SLA, si era trovato in difficoltà nella comunicazione verbale a causa della debolezza muscolare causata dalla progressiva condizione, che gli aveva provocato disartria. Per pazienti come Harrell, le BCI rappresentano una speranza concreta di ripristinare la capacità di interagire attraverso il linguaggio parlato.

Harrell, partecipante al trial clinico di BrainGate, sta testando le BCI all’avanguardia che promettono di restituire la voce ai pazienti affetti da SLA. Il dispositivo impiantato nel consorzio BrainGate utilizza quattro matrici di microelettrodi nel giro precentrale sinistro del cervello, una regione cruciale per il controllo del linguaggio.

Le matrici registrano l’attività cerebrale attraverso 256 elettrodi corticali, traducendo i segnali cerebrali diretti ai muscoli del viso e del collo in unità sonore chiamate fonemi, che vengono poi combinati per formare le parole desiderate.

Il processo è estremamente complesso e richiede una notevole precisione. I ricercatori hanno lavorato per migliorare la velocità e l’accuratezza delle BCI, ottenendo risultati sorprendenti, come nel caso di Harrell che ha raggiunto un livello di precisione senza precedenti.

Dopo l’impianto del dispositivo, Harrell ha iniziato una serie di sessioni di raccolta dati che hanno dimostrato un’accuratezza del 99,6% entro un vocabolario di 50 parole, successivamente ampliato a 125.000 parole con un’accuratezza del 90,2%. Dopo un addestramento continuo, la BCI ha mantenuto un’accuratezza del 97,5%, un risultato mai raggiunto prima.

Il dottorando e primo autore dello studio Nicholas Card prepara il sistema BCI. Card è in primo piano, un uomo bianco con capelli castani e barba che indossa una camicia a maniche corte blu pallido. È in piedi di fronte a un computer. Sullo sfondo Casey Harrell, un uomo bianco che usa una sedia a rotelle elettrica, è posizionato di fronte a un altro monitor del computer.
Lo studio principale dell’autore Dr. Nicholas Card prepara il sistema BCI per Harrell.
UC Regents

Il co-principal investigator Dr. David Brandman ha sottolineato che la tecnologia BCI offre speranza a coloro che desiderano comunicare verbalmente ma non possono farlo. Inoltre, la BCI di Harrell è in grado di riprodurre fedelmente la sua voce originale, grazie a un sofisticato modello AI addestrato su campioni audio precedenti alla malattia.

Questo risultato è particolarmente significativo considerando che molte BCI del discorso sono associate a voci metalliche e robotiche. La capacità della BCI di Harrell di restituire la sua voce originale potrebbe aprire nuove prospettive per i pazienti futuri.

L’emozione di Harrell nel vedere le parole correttamente visualizzate sullo schermo durante il primo utilizzo del dispositivo riflette la potenziale trasformazione che la tecnologia BCI può portare nella vita di chi ne beneficia.

Lo studio che documenta questa innovativa tecnologia è stato pubblicato sul The New England Journal of Medicine.

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