11-09-2023

De hersensignalen van Ann Johnson worden direct vertaald naar de spraak en gezichtsuitdrukkingen van een digitaal figuurtje. Beeld NYT

De nieuwe technologie maakt gebruik van elektroden die onder de schedel, op het hersenoppervlak aangebracht worden om zo de activiteit te detecteren in het deel van de hersenen dat spraak en gezichtsbewegingen bestuurt. Vervolgens worden deze hersensignalen direct vertaald naar de spraak en gezichtsuitdrukkingen van een digitale avatar. Zo kan de verlamde vrouw, Ann Johnson, dus onder meer praten in volzinnen, glimlachen en fronsen.

“Ons doel als onderzoeksteam is om de volledige lichaamscommunicatie van patiënten zoals Ann te herstellen, omdat dat echt de meest natuurlijke manier is om met anderen te praten”, zegt professor Edward Chang, die het neurologische onderzoek leidt. Volgens hem kan dit onderzoek belangrijke vooruitgang betekenen voor hun levenskwaliteit.

NAAR 78 WOORDEN PER MINUUT
Tot voor kort waren patiënten die het slachtoffer zijn van verlamming door bijvoorbeeld een beroerte of amyotrofische laterale sclerose (ALS) afhankelijk van langzame spraakcomputers. Ze konden met behulp van oogtracering of kleine gezichtsbewegingen woorden spellen, tot veertien woorden per minuut. Maar zo liepen natuurlijke conversaties, in tegenstelling tot de nieuwe technologie van UCSF, zeer moeizaam.

Dankzij de nieuwe technologie zal de communicatie van verlamde patiënten veel sneller en vlotter verlopen: het AI-algoritme kan via de hersensignalen 78 woorden per minuut genereren. “In tegenstelling tot vorige systemen zoals de oogtracerings, is dit nieuwe systeem baanbrekend snel”, zegt Peter Janssen, neurofysioloog aan de KU Leuven. “Het komt het meest in de buurt van een normale communicatiesnelheid.”

“Onderzoeken van dit kaliber, waarbij artificiële intelligentie zo’n belangrijke rol speelt, zijn werkelijk uniek”, aldus Janssen. “Toch is er sprake van een algemene tendens, ook in de neurofysiologie, waarbij AI een waardevolle tool geworden is om wetenschappelijk onderzoek te bevorderen.”

TRAINING
De 48-jarige Johnson kreeg ongeveer twintig jaar geleden een ernstige hersenbloeding. Hierdoor raakte ze zwaar verlamd en kon ze niet meer spreken. Typen lukte ook niet meer. Tot nu communiceerde ze met behulp van het oogtraceringssysteem waarmee ze eenvoudige zinnen kon vormen.

Tijdens de behandeling werkte de Amerikaanse patiënte samen met het onderzoeksteam van UCSF om het AI-algoritme van het systeem, dat haar hersensignalen vertaalt naar spraak en gezichtsuitdrukkingen, zo goed mogelijk te trainen. Hiervoor moest ze bepaalde zinnen blijven herhalen, totdat ze aan het juiste hersensignaal gelinkt konden worden.
Ze hoopt dat ze ooit, na vele trainingen, behandelingen en verder onderzoek, dankzij de avatartechnologie ook iets kan betekenen voor de wereld.

Bron: Noah Frooninckx, De Morgen