Konuşma Yeteneğini Kaybedenler İçin Nöroprotez

San Francisco’daki Kaliforniya Üniversitesinde (UCSF) çalışan bir grup araştırmacı, konuşma yeteneğini kaybetmiş insanların beyin sinyallerini kelimelere dönüştüren bir sistem geliştirdi. Felç geçirerek konuşma yeteneğini kaybetmiş bir hasta üzerinde başarıyla test edilen teknoloji ile ilgili araştırma New England Journal of Medicine’da yayımlandı.Günümüzde her yıl binlerce insan felç, kaza ya da hastalıklar yüzünden konuşma yeteneğini kaybediyor, iletişim kurmak için başka insanların ya da teknolojik cihazların yardımına ihtiyaç duyuyor.

Konuşma yeteneğini kaybetmiş insanların iletişim kurmasına yardım etmek için üzerine çalışmalar yapılan konulardan biri de nöroprotezler. Geçmişte bu konuda yapılan çalışmalarda eli ya da kolu hareket ettiren beyin sinyallerine odaklanılır, bu sinyalleri tek tek harflere dönüştüren cihazlar geliştirilirdi. Ancak sinyalleri tek tek harflere dönüştüren bu sistemler çok yavaş çalışır. İnsanlar konuşma sırasında dakikada 150-200 kelime telaffuz ederler. Sinyalleri tek tek harflere dönüştürerek bu hızları yakalamaksa çok zordur. Prof. Dr. Edward Chang ve arkadaşları daha yüksek hızlara ulaşmak için yeni bir yaklaşımla nöroprotez geliştirmişler. Araştırmacılar eli ya da kolu kontrol eden beyin sinyallerine değil, konuşmayı sağlayan kasları kontrol eden beyin sinyallerine odaklanmış ve bu sinyalleri kelimelere dönüştüren bir sistem geliştirmeyi başarmışlar.

Yaklaşık on yıla yayılan çalışmalar ilk olarak UCSF Epilepsi Merkezinde başlamış. Epilepsi nöbetlerine neden olan beyin bölgelerinin tam yerinin tespit edilmesi için ameliyat edilen ve tamamı normal bir biçimde konuşabilen gönüllülerden konuşma ile ilgili beyin sinyallerine dair veri toplanmış. Bu verilerin analiz edilmesiyle konuşmayı sağlayan kasları kontrol eden çeşitli sinyallerin hangi seslerin çıkmasını sağladığı tespit edilmiş ve daha sonra bu seslerin eş zamanlı olarak kelimelere dönüştürülmesini sağlayan bir uygulama geliştirilmiş.

Araştırmacılar beyin sinyallerini kelimelere dönüştüren bir sistem geliştirmeyi başardıktan sonra, sistemin konuşma yeteneğini kaybetmiş insanlarda da yararlı olup olmayacağını test etmek için çalışmalara başlamışlar. İlk olarak 15 yıl önce konuşma yeteneğini kaybetmiş 30’lu yaşların sonlarındaki bir gönüllü ameliyat edilerek beynine nöroprotez yerleştirilmiş. Daha sonra hastanın beyin sinyalleri analiz edilerek 50 kelimeden oluşan, günlük hayatla ilgili yüzlerce cümle kurmaya izin veren bir kelime haznesi oluşturulmuş.

 Sistemin beyin sinyallerini analiz ederek tespit ettikten sonra bir ekranın üzerine yansıttığı Hello yani “Merhaba” kelimesi

Konuşma yeteneğini kaybetmiş gönüllü ile yapılan ilk testlerde kelime haznesindeki kelimelerden oluşturulmuş çeşitli cümleler hastaya gösterilmiş ve bu cümleleri “söylemesi” istenmiş. Hasta bu cümleleri telaffuz etmeye çalışırken kaydedilen beyin sinyalleri tek tek kelimelere dönüştürülerek bir ekranın üzerine yansıtılmış. İkinci aşamada hastaya “Bugün nasıl hissediyorsun?” ya da “Su içmek ister misin?” gibi sorular sorularak cevap vermesi istenmiş. Sonuçta geliştirilen sistemin konuşmayı sağlayan kasları kontrol eden beyin sinyallerinden dakikada 18 kelimeyi %93’e varan doğruluk oranıyla tespit edebildiği görülmüş.

Araştırmacılar gelecekte geliştirdikleri sistemi daha fazla kelime içerecek şekilde iyileştirmeyi ve başka hastalar üzerinde de test etmeyi planladıklarını söylüyorlar.