Tamamen felçli bir adam, beyin aktivitesini kaydeden bir cihaz kullanarak bütün cümleleri iletebildi. Zihnini, masaj, çorba ve bira istemesi ve oğluyla film izlemesi için beynine implante edilen cihazı kullanabileceği şekilde eğitebildi.
İlk kez tamamen kilitlenmiş bir kişi (bilinçli ve bilişsel olarak yetenekli ama tamamen felçli biri) bu şekilde iletişim kurabildi.
Beyin-bilgisayar arayüzleri, kişinin beynindeki elektrik sinyallerini kaydeder ve bunları bir cihazı kontrol eden komutlara dönüştürür. Son yıllarda, BCI’lar kısmen felçli insanların protez uzuvları kontrol etmesini veya sadece düşünce yoluyla basit bir “evet” veya “hayır” iletebilmesini sağlamıştır. Ancak tamamen kilitlenmiş ve göz hareketlerini bile kontrol edemeyen birinin, tam cümleleri iletmek için bir BCI kullanması ilk kez gerçekleşti.
Stanford Üniversitesinden beyin cerrahı Jaimie Henderson “Tamamen kilitlenmiş durumdaki biriyle iletişimi yeniden kurabilmek gerçekten dikkat çekici” diyor. “Bana göre, bu muazzam bir atılım ve araştırmaya katılanlar için oldukça anlamlı.”
Almanya’da yaşayan hastaya, Ağustos 2015’te 30 yaşındayken amiyotrofik lateral skleroz (ALS) teşhisi konmuştu. ALS, hareketle ilgili nöronları etkileyen nadir, ilerleyen bir nörolojik hastalıktır. Yıl sonunda artık konuşamıyor ve yürüyemiyordu. Temmuz 2016’dan bu yana da nefes almak için bir ventilatöre güveniyor.
Ağustos 2016’da iletişim kurmak için bir göz izleme cihazı kullanmaya başladı. Bu cihaz göz hareketlerini izler ve kullanıcıların bilgisayar ekranından harfleri seçmesine olanak tanır. Ancak bir yıl sonra, durumu kötüleşti ve artık gözlerini belirli bir noktaya sabitleyemez hale geldi. Cihaz artık işe yaramıyordu. Aile üyeleri, bir aile üyesinin dört renkli bir arka plana karşı bir harf ızgarası tutacağı kağıt tabanlı bir araç kullanmaya başladı. Aile üyeleri her bir renk sütün ve satırına işaret ediyor ve herhangi bir göz hareketini “evet” olarak yorumluyordu.
Ama, adamın sonunda gözlerini hareket ettirme yeteneğini kaybedeceğinden endişe ediyorlardı, bu yüzden Tübingen Üniversitesinden Niels Birbaumer’in ve BCI’lar ve diğer teknolojiler sunan kâr amacı gütmeyen bir kuruluş olan ALS Voice gGmbH’den Ujwal Chaudhary’nin yardımını istediler.
Şubat 2018’de hastayla tanışan Chaudhary, ailenin kullanmakta olduğu iletişim sistemini otomatikleştirmeye çalıştı. Ekip, renkleri ve satır numaralarını okuyacak bilgisayar yazılımına bir göz izleme cihazı bağladı ve adamın kelimeleri hecelemek için göz hareketlerini kullanarak harfleri birer birer seçmesine izin verdi.
Ancak adam göz hareketleri üzerindeki kontrolünü giderek daha fazla kaybettikçe, bu cihazı kullanarak da iletişim kurmakta daha az yetenekli hale geldi. “[Bir elektrot] implante etmeyi önerdik” diyor Chaudhary. Beyin hücrelerinin elektrik aktivitesini doğrudan kaydetmek için beyne küçük elektrotlar implante edilebilir. Kafatasında bir delik açmayı ve beynin koruyucu katmanlarını kesmeyi içeren prosedür, küçük bir enfeksiyon ve beyne zarar verme riskiyle birlikte gelir. Bu yüzden son çareydi, diyor Birbaumer. “[İnvaziv olmayan] BCI’lar ve göz izleyiciler artık çalışmıyorsa, başka seçenek yok” diye ekliyor.
Adam göz hareketlerini kullanarak prosedüre razı oldu, diyor Chaudhary. Karısı ve kız kardeşi de onay verdi. Prosedür 2019’un sonunda bir etik kurul ve Almanya Federal İlaç ve Tıbbi Cihazlar Enstitüsü tarafından onaylandığında, adam göz izleme cihazını kullanma yeteneğini kaybetmişti. Mart 2019’da cerrahlar, her biri 1,5 milimetre genişliğinde iki küçük elektrot ızgarasını, beynin tepesindeki beynin hareketini kontrol etmekten sorumlu bir bölge olan motor korteksine yerleştirdi.
Sinyalleri komutlara dönüştürme
Elektrot implante edildikten bir gün sonra, ekip adamın iletişim kurmasına yardımcı olmaya başladı. İlk başta, adamdan fiziksel hareketler yapmayı hayal etmesi istendi. Bu teknik, diğer hastaların protez uzuvları ve dış iskeletleri kontrol etmesine yardımcı oluyordu ve Elon Musk’ın şirketi Neuralink da bu yaklaşımı benimsemeyi planlıyor. Buradaki fikir, beyinden güvenilir bir sinyal almak ve bunu bir tür komuta dönüştürmektir.
Ancak ekip bunu çalıştıramadı. On iki haftalık denemeden sonra, fikri hurdaya çıkardılar ve bunun yerine nöro geribildirim adı verilen bir yaklaşım denemeye karar verdiler. Nöro geribildirim, kişiye beyin aktivitesini gerçek zamanlı olarak göstererek çalışır, böylece onu nasıl kontrol edeceğini öğrenebilir. Bu durumda, adamın beynindeki elektrotlar aktivitede bir artış kaydettiğinde, bilgisayar yükselen bir ses tonu çalacaktır. Beyin aktivitesindeki bir düşüş, azalan bir ton çalacaktır.
“İki gün içinde, bir ses tonunun frekansını artırıp azaltabildi” diyen Chaudhary, 2019 boyunca koronavirüs vurana kadar hafta içi her gün evinde adamı ziyaret ettiğini söylüyor. “İnanılmazdı.” Adam sonunda beyin aktivitesini kontrol etmeyi öğrendi, böylece “evet” sinyali vermek için yükselen bir ton ve “hayır” sinyali vermek için azalan bir ton çalabildi.
Ekip daha sonra adamın başlangıçta ailesiyle iletişim kurmak için kullandığı kâğıt tabanlı bilgisayar sistemini taklit eden yazılımı devreye aldı. Adam örneğin “sarı” veya “mavi” kelimesini duyuyor, aralarından seçim yapacağı bir harf bloğu seçiyordu. Daha sonra tek tek harfler çalınıyor ve her birini seçmek veya reddetmek için yükselen veya azalan bir ton kullanıyordu.
Zahmetsiz
Bu şekilde, adam kısa sürede tüm cümleleri iletebildi. “Ailesi söyleyeceklerini duymak için çok heyecanlıydı” diyor Chaudhary. Adamın yazdığı ilk cümlelerden biri “çocuklar, çok zahmetsizce çalışıyor” şeklindeydi.
İletişim hâlâ yavaştı, her harfi seçmek yaklaşık bir dakika sürüyordu. Ancak araştırmacılar, cihazın adamın yaşam kalitesini önemli ölçüde artırdığına inanıyor. Belirli yemekler ve çorbalar istedi, bakıcıları bacaklarını nasıl hareket ettireceği ve masaj yapacağı konusunda yönlendirdi ve örneğin küçük oğluyla film izlemek istedi. Bir cümle “Havalı oğlumu seviyorum” olarak çevrildi.
“Çoğu zaman, gece yarısına kadar ya da gece yarısını geçene kadar onunla birlikteydim” diyor Chaudhary. “Son söz her zaman ‘bira’ oluyordu.”
Chaudhary, örneğin yazılımın adam kelimelerini hecelerken otomatik olarak tamamlamasını sağlayacak sık kullanılan kelimelerden oluşan bir katalog geliştirmeyi öngörüyor. “Daha hızlı hale getirmenin birçok yolu var” diyor.
Hiç kimse elektrotların insanın beyninde ne kadar kalabileceğini bilmiyor, ancak diğer çalışmalar benzer elektrotların diğer insanlara implante edildikten beş yıl sonra çalışmaya devam ettiğini buldu. Ancak kilitlenmiş bir kişi için, “tek bir gün bir fark yaratabilir” diyor Edinburgh Üniversitesinden Kianoush Nazarpour. “Bu, yaşamlarının tercih ve kontrolünü yeniden kazanmaları için temel bir fırsattır” diyor. “Yüksek kaliteli bir gün, o kişi için gerçekten önemli olabilir.”
Nazarpour, teknolojinin önümüzdeki 10 ila 15 yıl içinde benzer şekilde kilitlenmiş bireylere rutin olarak sunulabileceğini düşünüyor. “Hiç iletişimi olmayan bir kişi için, “evet”/”hayır” bile potansiyel olarak hayat değiştiricidir” diyor.
İngiltere’deki Motor Nöron Hastalığı Derneğinde araştırma geliştirme direktörü olan Brian Dickie, bu zaman çizelgesinin gerçekçi olduğunu kabul ediyor. Ancak, en yaygın tipi ALS olan motor nöron hastalığı olan kaç kişinin bu tür BCI’lardan fayda görebileceğini merak ediyor.
Aksilikler
BCI’yı alan adam, ilerleyici kas atrofisi (PMA) adı verilen bir ALS türüne sahiptir. Hastalığın bu formu, omurgadan kaslara giden motor sinirleri hedefleme eğilimindedir ve bu da insanın kaslarını kontrol edememesine neden olur. Ancak Dickie, ALS vakalarının yaklaşık yüzde 95’inin beyindeki motor korteksin dejenerasyonunu da içerdiğini söylüyor.
PMA’lı insanlar bile bu dejenerasyonu yaşayabilir, bu da çalışma tamamlandığından beri adamın iletişim kurma yeteneğinin bir kısmını kaybetmiş gibi görünmesini açıklayabilir. Birbaumer, “Son bir aydır adam cihazı sadece ‘evet’ veya ‘hayır’ demek için kullandı” diyor.
Birbaumer, “Neden sadece ‘evet’ ve ‘hayır’ dediğine ve cümleler kurmadığına dair hiçbir fikrim yok ama bu zaman zaman oluyor” diyor. “Bunun birçok nedeni olabilir.”
Örneğin, beyindeki uzmanlaşmış hücrelerin elektrodu yabancı olarak tanıması ve etrafında kümelenerek işlev görme yeteneğini sınırlaması da mümkün. “Psikolojik nedenler, teknik nedenler, elektrot nedenleri olabilir … ama en azından iyi durumda ve iletişim kurarken iyi bir yaşam kalitesine sahip” diyor Birbaumer.
Elektrot sonunda başarısız olursa, adamın aile üyeleri çıkarılmasını ve belki de farklı bir beyin bölgesinde bir başkasıyla değiştirilmesini isteyebilir. Ancak, şimdilik, “evet” ve “hayır” deme yeteneğine sahip olmak yeterli, diyor Birbaumer. “’Evet’ ve ‘hayır’ ile birçok şey söyleyebilirsiniz … doğru sorular sorulursa.”
Yorum yaz