ヘルスケア
「言語神経プロセス」技術が重度の麻痺患者に言語を回復させる
人工知能（AI）プロセスに関する別の主要な開発において、カリフォルニア大学サンフランシスコ校（University of California San Francisco）の研究者は、重度の麻痺の男性に部分的に言語を回復させる「言語神経プロセス」を成功的に開発しました。この新しい技術は、脳からの信号を声帯に変換することで、男性が文章で話すのを助けました。言葉は画面にテキストとして表示されました。
この作業は、臨床研究試験の最初の参加者を含み、UCSFの神経外科医エドワード・チャン（Edward Chang、MD）によって10年以上にわたって行われてきたより大きな研究の一部でした。チャンは、麻痺の人々が自分で話すことができない場合でもコミュニケーションを可能にする技術を開発しようとしていました。
この研究は、7月15日にニューヨーク州医学ジャーナルに掲載されました。
最初のシステム
チャンは、UCSFの神経外科のジョーンとサンフォード・ワイル議長であり、ジーン・ロバートソン教授でもあります。彼はまた、この研究の先行著者です。
「私たちの知る限り、これは、麻痺により話すことができない人の脳活動から完全な単語を直接解読する最初の成功的な実証です」とチャンは述べました。「それは、脳の自然な言語メカニズムにアクセスすることでコミュニケーションを回復することを示唆しています。」
この分野の従来の作業は、テキストで1つずつ文字を書くためのスぺルチェックアプローチを通じてコミュニケーションを回復することに重点を置いています。ただし、新しい研究は、実際に声帯の筋肉を制御するために意図された信号を翻訳することに焦点を当てています。これは、腕や手の制御に焦点を当てた従来の作業とは異なります。
チャンによると、新しいアプローチは、言語の自然で流暢な側面を利用しており、この分野でさらに進歩する可能性があります。チャンはまた、タイピング、書き込み、カーソルを制御することに依存するスぺルチェックアプローチははるかに遅いと述べました。
「通常、話すときは、1分あたり150語または200語という非常に高いレートで情報を伝えます」とチャンは述べました。「ここで行っているように、単語に直接アクセスすることは、通常話すように近いため、多くの利点があります。」
チャンの以前の作業は、てんかんの中心で神経外科を受けていた患者に基づいており、患者たちの脳の表面に電極アレイを配置して、てんかんの原因を検出していました。患者たちは正常な言語を持っており、その結果は現在のパラライゼーション個人の試験につながりました。
チームによって開発された新しい方法には、コルチカル活動パターンを解読し、言語の正確性を向上させるための統計言語が含まれていました。
デビッド・モーゼス（David Moses、Ph.D.）は、チャン研究所のポスドクエンジニアであり、もう1人の先行著者です。
「私たちのモデルは、複雑な脳活動パターンと意図された言語のマッピングを学ぶ必要がありました」とモーゼスは述べました。「参加者が話すことができない場合、それは大きな課題となります。」
最初の参加者
試験の最初の参加者は、15年以上前に脳幹梗塞により脳と声帯および四肢の接続が深刻に損なわれた30代後半の男性でした。
チャンのチームが高度なコンピュータアルゴリズムを使用して認識できる50語の語彙を開発することで、参加者は日常生活の概念を表現する数百の文章を作成することができました。
彼は、話語運動野の上に高密度電極アレイを埋め込む必要があり、回復後、48回のセッションでこの脳領域の神経活動が22時間以上録音されました。
ショーン・メッツガー（Sean Metzger、MS）とジェシー・リウ（Jessie Liu、BS）は、チャン研究所のバイオエンジニアリング博士課程の学生であり、録音された神経活動のパターンを特定の意図された単語に変換できるカスタムのニューラルネットワークモデルを開発する責任がありました。
テストの後、チームは、システムが脳活動から単語を最大18単語/分の速度で解読でき、93パーセントの精度があることを発見しました。チームは言語モデルに「オートコレクト」機能を適用して、精度を向上させました。
「様々な有意義な文章の正確な解読を見て、私たちは非常に喜んでいました」とモーゼスは述べました。「実際にこのようにコミュニケーションを促進することが可能であり、会話の設定で使用するための潜在力があることを示しました。」
チームは、現在、試験を拡大して、重度の麻痺とコミュニケーション障害を抱えるさらに多くの参加者を含め、語彙の単語数を増やし、話す速度を向上させる作業を行っています。
「これは、自然にコミュニケーションができない人にとって重要な技術的里程標です」とモーゼスは述べました。「また、このアプローチが、重度の麻痺と言語喪失の人々に声をかける可能性を示しています。」
