U svojoj završnoj fazi, neurološka bolest amiotrofična lateralna skleroza (ALS) izaziva ekstremnu izolaciju. Ljudi gube kontrolu nad mišićima, a komunikacija postaje nemoguća. No, uz pomoć implantiranog uređaja koji čita njegove moždane signale, pacijent bi mogao birati slova i oblikovati rečenice, piše u radu objavljenom u Nature Communications. Ako se pokaže pouzdanim, ovaj sustav bi mogao tisućama ljudi omogućiti da se ponovno povežu s obiteljima i skrbnicima.  

Kamera za praćenje oka

ALS uništava živce koji kontroliraju kretanje, a većina pacijenata umire najkasnije pet godina od postavljanja dijagnoze. Kada osoba s ALS-om više ne može govoriti, može koristiti kameru za praćenje oka za odabir slova na ekranu. Kasnije u progresiji bolesti, oni mogu suptilnim pokretima očiju odgovoriti na pitanja s "da" ili "ne". Priključena na respirator, osoba može mjesecima, pa i godinama, čuti, ali ne i komunicirati.

Još 2016. istraživači su izvijestili o ženi s ALS-om koja je mogla sricati rečenice pomoću moždanog implantata koji je otkrivao pokušaje pomicanja ruke. No, ona je još uvijek imala minimalnu kontrolu nad nekim mišićima očiju i usta pa nije bilo jasno može li mozak, koji je izgubio svaku kontrolu nad tijelom, dovoljno dosljedno signalizirati namjeravane pokrete da omogući smislenu komunikaciju.

Sudionik nove studije, muškarac s ALS-om koji sada ima 36 godina, počeo je raditi s istraživačkim timom na Sveučilištu u Tübingenu 2018. godine, kad je još mogao pomicati oči. Pomoću invazivnog implantata želio je održati komunikaciju sa svojom obitelji, koja je dala pismeni pristanak na operaciju.

Istraživači su dva kvadratna niza elektroda, široka 3,2 milimetra, umetnuli u dio mozga koji kontrolira kretanje. Nakon gotovo tri mjeseca neuspješnih pokušaja, postignut je prvi neurofeedback. Zvučni ton postajao je sve viši kako se električno okidanje neurona u blizini implantata ubrzavalo, a niže kako se usporavalo. 

Držeći ton visokim ili niskim, muškarac je tada mogao naznačiti "da" i "ne" skupinama slova, a zatim pojedinačnim slovima. Nakon otprilike tri tjedna rada sa sustavom, proizveo je razumljivu rečenicu: zahtjev da ga skrbnici premjeste. Potom je kroz godinu složio desetke rečenica mukotrpnom brzinom od otprilike jednog znaka u minuti: "Gulaš i juha od slatkog graška"; "Želio bih glasno slušati album grupe Tool"; "Volim svog cool sina"...

Magnet umjesto usatka

Ton je modulirao pokušavajući pomaknuti oči, ali nije uvijek uspijevao. U 107 od 135 dana mogao je uskladiti niz ciljanih tonova s ​​80% točnosti, a samo 44 puta mogao je proizvesti razumljivu rečenicu.

Što se događalo ostalih dana, istraživači mogu samo nagađati: pacijent je možda spavao ili jednostavno nije bio raspoložen; možda je moždani signal bio preslab ili promjenjiv da bi se optimalno podesio sustav dekodiranja računala, što je zahtijevalo svakodnevnu kalibraciju. Relevantni neuroni možda su bili izvan dometa elektroda...

Ipak, studija pokazuje da je moguće održati komunikaciju prilagođavanjem sučelja, a procjenjuje se da bi sustav koštao blizu 500.000 dolara tijekom prve dvije godine. Istraživači u međuvremenu razvijaju uređaj za obradu signala koji se pričvršćuje na glavu putem magneta, umjesto da se usađuje kroz kožu, što nosi rizik od infekcije.