Uudessa kokeessa moniraajahalvaantunut pystyi muuttamaan ajatuksiaan kirjoitukseksi tietokoneen avulla. Kuva: Kimmo Taskinen / HS
Uudessa kokeessa moniraajahalvaantunut pystyi muuttamaan ajatuksiaan kirjoitukseksi tietokoneen avulla. Kuva: Kimmo Taskinen / HS

Stanfordin yliopiston ryhmän keksintö voisi auttaa liikuntakykynsä täysin menettäneitä viestimään.

Neliraajahalvaantunut koehenkilö pystyi kirjoittamaan viestejä uuden tietotekniikan ja ankaran keskittymisen avulla lähes yhtä nopeasti kuin terve kännykällä, kertoo tiedelehti Nature.

Koehenkilön aivot liitettiin tietokoneeseen, joka tunnisti aivokäyttöliittymän välityksellä aivoaaltoja. Yhdessä tietokoneen tekoälyn kanssa se mahdollisti kyvyn kirjoittaa pelkkien ajatusten avulla.

Tutkimus kokeesta julkaistiin keskiviikkona Nature-tiedelehdessä. Biorxiv-version voi lukea tästä.

Sisältö jatkuu mainoksen jälkeen

Halvaantuneille ja puhekyvyttömille tarjotut viestintävälineet ja puhesyntetisaattorit eivät ole uusi asia.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Kuuluisin vastaavien laitteiden käyttäjä lienee maailmankuulu fyysikko Stephen Hawking (1942–2018), joka käytti omaa laitettaan ensin peukalollaan ja lopulta vain yhdellä poskilihaksellaan.

Myös Hawkingille yritettiin asentaa aivoaaltoja tulkitseva laite, mutta tekniikka oli vielä liian lapsenkengissä.

Aikaisemmat mallit ovat yhä vaatineet vähintään silmien liikuttamista. Tällöin tietokone on kääntänyt käyttäjän silmän liikkeet kirjaimiksi, sanoiksi ja lauseiksi.

Nyt Stanfordin yliopiston neurotieteilijä Frank Willett keksi kuitenkin kokeilla, voisiko halvaantuneen ihmisen ajatukset tulkita ja kääntää kirjoitukseksi. Riittäisi, että koehenkilö vain kuvittelee kirjoittavansa kynällä.

Willett ja Stanfordin yliopiston ryhmä löysivät koehenkilöksi 65-vuotiaan neliraajahalvaantuneen miehen, jonka aivoihin asennettiin kaksi särkylääketabletin kokoista anturia.

Anturit tulkitsivat yksittäisistä neuroneista koehenkilön ajatuksia, kun tämä kuvitteli kirjoittavansa.

Koehenkilön aivoissa oli elektrodeja niillä aivoalueilla, jotka liittyvät käsien ja käsivarsien hallintaan. Tunnistimet aivoissa tunnistivat sähköisesti, mitä koehenkilö mielessään kirjoitti.

Oheinen tutkimuksen video esittää yksinkertaisesti, miten laskentaohjelma muuttaa aivojen viestit kirjaimiksi:

Keksintö antoi koehenkilölle kyvyn tuottaa keskimäärin 18 englanninkielistä sanaa minuutissa. Keskimäärin terve samaa ikäryhmää oleva ihminen kirjoittaa englantia älypuhelimella 23 sanan minuuttivauhtia.

Kun koehenkilö testasi kykyään kirjoittaa avoimia vastauksia kysymyksiin, hän tuotti tekstiä peräti kolminkertaisella vauhdilla vanhanaikaisten teknologisten apuvälineiden ennätyksiin verrattuna.

Tutkimuksen toinen video näyttää, miten koehenkilön ajattelemat kirjaimet piirtyivät tietokoneen ruudulle.

Aikaisemmat aivoihin asennetut anturit toimivat niin, että koehenkilö ohjasi ajatuksen voimalla kursoria, jolla hän hitaasti valitsi haluamiaan kirjaimia.

Willett ryhmineen kuitenkin huomioi, että yksittäiset aakkoset ovat helposti tulkittavissa aivojen signaaleista, kun ihminen kuvittelee kirjottavansa.

Yksinkertaistetusti voi sanoa, että aiemmat keinot ovat olleet lähempänä näppäimistöllä kirjoittamista, kun taas uusi on käytännössä käsin kirjoittamista.

”Opimme tästä tutkimuksesta, että ihminen pystyy muistamaan monimutkaisiakin hienomotorisia liikeratoja vielä vuosikymmenen sen jälkeen, kun keho on menettänyt kyvyn toistaa niitä”, Willett kommentoi tiedotteessa.

Tekstintuottoa auttoi myös samanlainen älykäs ennakoiva tekstinsyöttö, jollainen löytyy jokaisen älypuhelimen viestisovelluksista. Sen avulla koehenkilö kykeni tuottamaan peräti 99-prosenttisesti virheetöntä tekstiä.

Tutkija Krishna Shenoyn ja neurokirurgi Jaimie Hendersonin johtama ryhmä toteutti Willettin oivalluksen. He aikovat seuraavaksi kokeilla menetelmää koehenkilöllä, joka ei pysty puhumaan lainkaan.

Shenoyn, Henderssonin ja Willettin tavoitteena on kirjainten tunnistamisen lisäksi lisätä laitteeseen mahdollisuus ohjata esimerkiksi kursoria tietokoneen näytöllä. He saattavat myös kokeilla kääntää aivojen signaaleja suoraan puheeksi syntetisaattorilla.

Sisältö jatkuu mainoksen alla