Foto: Shutterstock
Californische onderzoekers hebben een experimentele hersen-computerinterface (BCI) ontwikkeld die het mogelijk maakt om de mondelinge communicatie te herstellen bij patiënten met neurologische aandoeningen die leiden tot anarthrie (het onvermogen om te spreken).
In een studie, gepubliceerd in Nature, presenteert het team een BCI die in staat is om in real time een stem te synthetiseren op basis van hersenactiviteit die verband houdt met de intentie om te spreken. Zo reconstrueren ze een "digitale vocale tractus".
Een patiënt met amyotrofische laterale sclerose (ALS), opgenomen in de klinische studie BrainGate2, heeft baat gehad bij deze technologie. Vier netwerken van micro-elektroden werden geïmplanteerd in de premotorische en motorische cortex die betrokken is bij spraakproductie. De opgevangen neuronale signalen werden via algoritmen voor kunstmatige intelligentie gedecodeerd om een hoorbare synthetische stem te genereren. De vertraging van de spraaksynthese bedraagt slechts 25 milliseconden, vergelijkbaar met de natuurlijke auditieve waarneming.
Het systeem maakt het niet alleen mogelijk om nieuwe woorden en tussenwerpsels te formuleren, maar ook om de intonatie aan te passen en eenvoudige melodieën te reproduceren. Dit verbetert de vloeiendheid en expressiviteit van de communicatie aanzienlijk. De verstaanbaarheid van de gesynthetiseerde spraak bereikte 60 %, tegenover 4 % zonder hulp.
Het algoritme werd getraind op basis van pogingen tot verbale productie, waarbij de neuronale signalen werden gecorreleerd aan verwachte fonemen. Deze realtime koppeling tussen motorische intentie en vocale output betekent een grote vooruitgang ten opzichte van klassieke "text-to-speech"-systemen.
Ondanks deze veelbelovende resultaten blijven de auteurs voorzichtig. Ze benadrukken dat de technologie zich nog in een vroeg stadium bevindt. De studie is gebaseerd op slechts één ALS-patiënt; validatie bij een grotere en meer diverse groep, waaronder patiënten na een beroerte of met hersenletsel, is noodzakelijk voordat er sprake kan zijn van bredere klinische toepassing.
Delen via e-mail