Një studim i publikuar në revistën Nature Neuroscience hap rrugën për ndërveprime sociale shumë më reale dhe njerëzore për pacientët e bllokuar në trupin e tyre pas një goditjeje në tru ose sëmundjeve neurodegjenerative.
R. Rodríguez
Madrid
Komunikimi njerëzor është një sistem kompleks, në të cilin nuk marrin pjesë vetëm fjalët, por edhe gjestet dhe shikimet. Kur bisedojmë, nuk kufizohemi vetëm në nxjerrjen e tingujve. Gjithashtu tundim kokën për të shprehur pajtim, ngremë supet duke shprehur dyshim, ngushtojmë sytë… Megjithatë, personat që vuajnë nga paraliza të rënda për shkak të goditjeve në tru ose sëmundjeve neurodegjenerative e humbin plotësisht aftësinë për të folur dhe për të bërë gjeste, duke iu reduktuar në mënyrë drastike mundësia për t’u lidhur me të tjerët. Gjatë dekadës së fundit, shkenca ka arritur piketa të jashtëzakonshme duke lexuar mendjen për ta përkthyer mendimin në tekst ose për të lëvizur krahë robotikë, por gjithmonë duke analizuar të folurin ose lëvizjen veçmas. Deri tani.
Një studim klinik i koordinuar nga neurokirurgu Edward Chang në Universitetin e Kalifornisë në San Francisko (UCSF) ka demonstruar për herë të parë se një pajisje e vetme cerebrale, e asistuar nga inteligjenca artificiale (IA), mund të dekodojë njëkohësisht të folurin dhe gjestet fizike. Përparimi, i publikuar në revistën Nature Neuroscience, jo vetëm që përkthen impulset elektrike të heshtura në fjalë, por i përdor ato për t’i dhënë jetë në kohë reale një avatari virtual me trup të plotë që riprodhon gjestet e pacientit ndërsa ai flet.
Pas komponentëve inxhinierikë të këtij eksperimenti, të quajtur BRAVO (Brain-Computer Interface Restoration of Arm and Voice), qëndrojnë historitë njerëzore të pjesëmarrësve. Mes tyre spikat Bravo-1r, një burrë që në moshën 20-vjeçare pësoi një goditje masive cerebrale në trungun e trurit, e cila e la me tetraplegji të rëndë dhe me pamundësi absolute për të shqiptuar qoftë edhe një fjalë. Gjuha e tij amtare është spanjishtja dhe sot, me intelektin të paprekur, mënyra e tij për të komunikuar me implantin konsiston në përpjekjen për të folur në heshtje të plotë dhe në skicimin e gjesteve shumë të lehta e minimale, një përpjekje e padukshme që më parë mbetej e bllokuar brenda tij.
Shtylla tjetër kryesore e studimit është Bravo-6, një pacient i diagnostikuar me sklerozë laterale amiotrofike (SLA) në moshën 56-vjeçare. Në vetëm nëntë muaj, sëmundja neurodegjenerative ia mori plotësisht të folurin e kuptueshëm dhe shkathtësinë e duarve. Ndryshe nga Bravo-1r, strategjia e Bravo-6 konsiston në përpjekjen për të folur duke nxjerrë vokalizime të lehta dhe të pakuptueshme, si dhe në imagjinimin e fshehtë të lëvizjeve të trupit pa i kryer ato fizikisht. Në studim mori pjesë fillimisht edhe një pacient tjetër, Bravo-3, i cili ndihmoi në fazën e hartëzimit të lëvizjeve të izoluara, përpara se të tërhiqej nga protokolli klinik.
Për të realizuar këtë mrekulli të komunikimit multimodal, ekipi i kirurgëve implantoi në hemisferën e majtë të pacientëve një rrjetë metalike fleksibile jashtëzakonisht të hollë, të pajisur me 253 elektroda të vogla me definicion të lartë. Ky implant vendoset drejtpërdrejt mbi sipërfaqen piale të korteksit sensorimotor, një rajon kyç i trurit që vepron si qendër nervore ku truri orkestron si komandat për lëvizjen e muskujve të trupit, ashtu edhe lëvizjet delikate të buzëve, gjuhës dhe kordave vokale.
Kaosi elektrik në korteksin cerebral
Sfida e vërtetë shkencore nuk qëndronte vetëm në kapjen e sinjaleve të trurit, por në zbërthimin e kaosit që krijohet kur një person përpiqet të flasë dhe të bëjë gjeste në të njëjtën kohë. Tradicionalisht, neuroshkenca supozonte një organizim të ngurtë dhe të ndarë të hartës motorike të trurit: duart kontrolloheshin në një zonë më të sipërme, ndërsa aparati i të folurit në një zonë më të poshtme. Megjithatë, studiuesit e UCSF zbuluan se realiteti është shumë më i ndërthurur dhe kompleks.
Kur elektrodat regjistronin aktivitetin cerebral të pacientëve në kohë reale, studiuesit vunë re se neuronet përgjegjëse për aktivizimin e krahëve dhe ato që planifikojnë të folurin mbivendosen në një hapësirë të përbashkët të korteksit. Nëse pacienti përpiqej të thoshte “përshëndetje” ndërsa lëvizte dorën për të përshëndetur, rrymat elektrike përziheshin në një mënyrë të tillë sa i ngatërronin plotësisht kompjuterët. Një dekodues i trajnuar ekskluzivisht për të njohur fjalë dështonte rëndë kur përdoruesi bënte njëkohësisht gjeste, duke interpretuar lëvizjen e dorës si një tingull të pasaktë ose duke shkaktuar gabime në sistem.
Zgjidhja erdhi falë një ridizajnimi rrënjësor të trajnimit të IA-së: në vend që të përpunonin të dhënat në mënyrë të pavarur, inxhinierët zhvilluan rrjete neurale të gjeneratës së fundit dhe i trajnuan duke përdorur baza të kombinuara të të dhënave. Pra, sistemit iu dhanë shembuj ku pacienti vetëm fliste, shembuj ku vetëm bënte gjeste dhe, në mënyrë vendimtare, seanca të përziera ku kryente të dyja veprimet njëkohësisht.
Kjo qasje gjithëpërfshirëse i mundësoi IA-së të mësonte strukturën e thellë matematikore të mendimit të koordinuar. Duke kuptuar se si ndërveprojnë sinjalet kur ndodhin në të njëjtën kohë, algoritmi mësoi në mënyrë autonome t’u jepte më pak peshë elektrodave që gjeneronin ndërhyrje të ndërsjella dhe të mbështetej në kanalet më të pastra e më specifike për secilën detyrë. Trajnimi i kombinuar e zgjidhi problemin e mbivendosjes dhe reduktroi alarmet e rreme të sistemit kur pacienti pushonte ose kryente vetëm njërin nga veprimet.
Një avatar me saktësi 100%
Rezultatet në kohë reale tregojnë një përparim të paprecedentë. Sinjalet elektrike cerebrale të pacientëve transmetoheshin në një softuer që i përpunonte të dhënat brenda pak milisekondash (7,5). Ky informacion furnizonte paralelisht dy dekodues, të cilët i dërgonin menjëherë komandat në Unreal Engine, një motor animacioni grafik tredimensional. Në ekran, një avatar digjital me trup të plotë, i dizajnuar estetikisht sipas shijeve personale dhe veshjes së zgjedhur paraprakisht nga secili pjesëmarrës, merrte jetë menjëherë.
Gjatë testeve të bisedave reale, në të cilat studiuesit bënin pyetje joformale, performanca e sistemit tregoi stabilitet shumë të madh. Bravo-6, pacienti me SLA, arriti një saktësi prej 85% në njohjen e gjesteve të tij dhe 75% në transkriptimin e fjalive të tij, duke kontrolluar një repertor prej 10 shprehjesh fizike dhe 10 thëniesh verbale që mund të kombinoheshin mes tyre.
Nga ana tjetër, pacienti Bravo-1r regjistroi një saktësi prej 100% si në dekodimin e të folurit, ashtu edhe të gjesteve gjatë disa blloqeve të bisedës aktive. Ndërsa fjalët që dëshironte të thoshte shfaqeshin menjëherë të shkruara si titra në pjesën e poshtme të ekranit, avatari i tij përshëndeste me krah, tundte kokën në shenjë pohimi, shprehte dyshim duke ngritur supet ose festonte një përgjigje duke shtrënguar grushtin me energji.
Studimi i udhëhequr nga Chang ka hapur një rrugë shumë premtuese duke demonstruar një parim themelor: inteligjenca artificiale është e aftë të kombinojë veprime komplekse që nuk janë parë kurrë më parë së bashku. Në simulime të avancuara matematikore, algoritmi tregoi se nuk ka nevojë të memorizojë individualisht secilën nga çiftëzimet e mundshme të gjesteve dhe fjalëve për t’i interpretuar ato. Nëse sistemi tashmë e njeh sinjalin e izoluar të fjalës “faleminderit” dhe sinjalin e gjestit të duartrokitjes, ai është në gjendje t’i dekodojë me sukses të dyja veprimet së bashku që herën e parë kur pacienti vendos t’i bashkojë spontanisht. Kjo veçori është jetike për të ardhmen e teknologjisë, pasi mundëson zgjerimin e fjalorit të pacientëve në mijëra fjalë dhe dhjetëra lëvizje të përditshme, pa qenë e nevojshme që ata t’u nënshtrohen seancave jashtëzakonisht të gjata të kalibrimit në laborator.
Pavarësisht optimizmit të përgjithshëm, vetë autorët e studimit tregohen të kujdesshëm dhe vënë në dukje kufizimet logjike të një prove në fazë fillestare. Për momentin, fjalori i testuar vazhdon të jetë i kufizuar dhe i reduktuar në mjedise të kontrolluara laboratorike. Për më tepër, shpejtësia e përpunimit dhe stabiliteti afatgjatë i implantit — i vlerësuar me sukses gjatë disa muajve — do të kërkojnë prova shtesë në grupe shumë më të mëdha pacientësh dhe me profile të ndryshme klinike, përpara se teknologjia të mund të shndërrohet në një produkt të zakonshëm të asistencës mjekësore.
Megjithatë, arritja është aty. Duke bashkuar fjalën dhe trupin përmes një kanali të vetëm digjital, mjekësia jo vetëm që ua ka rikthyer pacientëve aftësinë për të transmetuar informacion, por edhe ekspresivitetin, identitetin dhe natyrshmërinë e një bisede ballë për ballë. Është një hap përpara që ndërfaqet tru-kompjuter të mos jenë më përpunues të ftohtë teksti, por të pasqyrojnë në mënyrë më besnike personalitetin njerëzor./El Mundo
