Mithilfe einer Neuroprothese kann ein ALS-Patient wieder deutlich besser kommunizieren.
Dank einer Neurosprachprothese kann ein an Amyotropher Lateralsklerose leidender, 45-jähriger Patient wieder flüssiger kommunizieren. Vor dem Einsatz der Neuroprothese erreichte er eine Geschwindigkeit von rund 6 Wörtern pro Minute, indem er eine kabellose, gyroskopische Kopfmaus nutzte , um Worte mittels Sensoren auf einem Bildschirm zu tippen. Jetzt sind es sechsmal mehr.
Die elektrische Aktivität wird mithilfe von vier Arrays mit je 64 Elektroden gemessen und verarbeitet. Unter anderem kommt ein künstliches neuronales Netzwerk zum Einsatz, um die erfassten neuronalen Signale alle 80 ms in ein englisches Phonem zu dekodieren. Auf dem Gehirn wurden Elektroden platziert. Vor der Operation wurde mithilfe eines MRTs und einer Datenbank des Human Connectome Project ermittelt, wo die Elektroden auf dem Gehirn des Teilnehmers platziert werden müssen.Die Hirnaktivität wird mithilfe eines neuronalen Netzwerks in Phonem-Wahrscheinlichkeiten umgewandelt. Die wahrscheinlichste Äußerung gewinnt zunächst und wird ausgegeben.
Die Neuroprothese erkennt anhand der Hirnaktivität, wann der Teilnehmer versucht zu sprechen. Nach 6 Sekunden Inaktivität oder mittels Eye-Tracking endet das Gespräch. Der Patient kann weitere Menüpunkte anwählen, etwa um anzuzeigen, ob der Satz korrekt ist.Der Patient hat anschließend die Möglichkeit, die Aussage mittels Eye-Tracking zu korrigieren.Mit Ihrer Zustimmmung wird hier ein externes YouTube-Video geladen.
Um die Funktionsweise des Geräts zu demonstrieren, hatten die Wissenschaftler Elektroden in den Kopf einer Epilepsiepatientin implantiert. Sie las Texte laut vor, aus denen das System mittels maschinellem Lernen die Beziehung zwischen Sprache und neuronaler Aktivität erlernte. Der gleiche Vorgang wurde mit geflüsterter und vorgestellter Sprache wiederholt, was zum selben Ergebnis führte.
Digital Health EEG Künstliche Intelligenz Neurosprachprothese
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