Zvětšit obrázek

Podle aktivity neuronů hlasový syntetizátor generuje příslušnou samohlásku.

Zvětšit obrázek

Frank H. Guenther vyvinul software pro snímání activity neuronů. (Foto: D. Kamerman)

Frank Guenther z Boston University v Massachusetts referoval na výročním zasedání Society for Neuroscience o prvních dílčích úspěších ve vývoji řečového syntezátoru pro paralyzované pacienty. Guentherův pacient byl schopen komunikovat jen pohybem očních víček. Guenther a jeho spolupracovníci vyšetřili pomocí funkční magnetické rezonance aktivitu pacientova řečového centra poté, co se s pacientem domluvili, že se bude snažit vyslovit vybrané samohlásky.

Vyšetření prokázalo, že aktivita řečového centra se neliší od aktivity zdravých lidí, kteří tyto samohlásky skutečně vysloví. Poté byly pacientovi do řečového centra voperovány elektrody vyvinuté Phillipem Kennedym z americké společnosti Neural Signals. Elektrody se liší konstrukcí od elektrod používaných v jiných typech zařízení typu „brain-machine interface“.

Většinou jsou elektrody fixovány v lebečních kostech a nikoli v nervové tkáni mozku, což nezabrání určitému pohybu elektrod v nervové tkáni. Takové elektrody nesnímají permanentně signál jen z jednoho určitého neuronu a navíc je lze implantovat do mozku obvykle pouze na dobu několika měsíců. Elektrody firmy Neural Signals jsou nasyceny růstovými faktory, které stimulují růst neuronů a jejich napojení na tělo elektrody. Tím je elektroda zakotvena v jednom místě nervové tkáně a může tam fungovat po mnohem delší dobu.

Signál snímaný elektrodou byl zpracován speciálním softwarem, který vyvinul Frank Guenther a který dovoluje určit podle aktivity neuronů řečového centra vyslovovanou samohlásku. Samohláska je pak generována řečovým syntezátorem.

Zvětšit obrázek

Philip Kennedy, tvůrce elektrod nasycených růstovými faktory, jež podporují růst neuronů a jejich napojení na mozkové struktury. (Foto Gary Meek)

Spustit video

VIDEO: 8 let pacient mluvil pouze mrkáním očními víčky. Nyní začíná vyslovovat první hlásky pomocí syntetizátoru.

V současnosti je pacient schopen pomocí systému „vyslovit“ tři různé samohlásky se spolehlivostí, kterou Guenther označil za dobrou. Rychlost generace hlásek odpovídá běžné řeči. Pacient hodnotil výsledek vysoce pozitivně. Vědci z Guentherova týmu doufají, že do pěti let by mohl pacient pomocí systému vyslovovat jednotlivá slova. K tomu bude nutné zdokonalit elektrody i software natolik, aby byly schopny generovat podle pacientovy vůle jednotlivé souhlásky. BNový systém by měl využívat výrazně většího počtu elektrod.

Na výročním zasedání Society for Neuroscience konaném v listopadu 2008 ve Washingtonu byly představeny i další koncepce využívání „brain-machine interface“ pro syntézu řeči. Mnohé se soustředí na dekódování aktivity neuronů řečového centra neinvazivními metodami, například pomocí funkční magnetické rezonance. Jejich autoři jsou přesvědčeni, že pro mnohé pacienty budou mnohem vhodnější a přijatelnější systémy, které nevyužívají elektrody implantované přímo do nervové tkáně mozku.