Se for deg at en svekkende sykdom, hjerneslag eller ulykke har forlatt deg helt lammet. Du er fullstendig bevisst, men ikke i stand til å bevege deg eller til og med kommunisere med de rundt deg. Mennesker i denne tilstanden - kjent som innelåst syndrom - lider sterkt, innestengt i sinnet, og ser ut til å være i en vedvarende vegetativ tilstand til tross for et fullstendig indre liv.
En ny enhet, beskrevet i en artikkel publisert i går i tidsskriftet Current Biology, kan gi håp for de innesperrede: en ny bruk av fMRI-teknologi til å lese sinn. Det eksperimentelle oppsettet gjør det mulig for enkeltpersoner å "skrive" 27 symboler (26 bokstaver og et mellomrom) uten å si et ord eller bevege en muskel, men bare ved å delta i forskjellige tankemønstre. Systemet kan en dag gi et praktisk middel til daglig kommunikasjon for de som ikke er i stand til å bevege seg.
I følge Scientific American begynte hovedforfatteren av studien, Bettina Sorger fra Maastricht University i Nederland, først å tenke på å kommunisere med lammede pasienter etter en opplevelse hun hadde for rundt 10 år siden mens hun jobbet som sykepleier. En pasient som kom seg etter bedøvelse på intensivavdelingen og virket ute av stand til å bevege seg eller snakke, prøvde plutselig å kvele henne. Så, en uke senere, løp han inn i Sorger mens han var helt bevisst og ba om unnskyldning. Hun var overrasket over å innse at selv om han hadde liten kontroll over bevegelsene sine mens han delvis ble bedøvd, var han helt bevisst og kunne til og med huske handlingene sine en uke senere. Kanskje kan det være en måte å gjøre det mulig for slike pasienter i en slik situasjon å kommunisere via mental aktivitet alene, tenkte hun.
Nå er Sorger forsker innen nevrokognisjon, og hun og kollegene har laget en proof-of-concept-enhet som en dag kan brukes for de enten midlertidig eller permanent lammet for å oppnå dette målet. I studien lærte seks friske voksne å svare på spørsmål ved å mentalt "skrive" individuelle bokstaver på en dataskjerm.
Deltakerne gjennomgikk først en times trening for å lære å plukke forskjellige bokstaver etter distinkte tankemønstre. Mens de lå inne i en funksjonell magnetisk resonansimaging (fMRI) -maskin - som nøyaktig måler aktivitet i forskjellige deler av hjernen ved å oppdage mengden blodstrøm - stirret de på et bord som inneholdt alle 26 bokstaver og et symbol for verdensrommet. Bokstavene var ordnet i tre rader, og hver rad ble assosiert med en annen type mental oppgave: motoriske bilder (for eksempel å spore en form i hodet), mental beregning (for eksempel å utføre et multiplikasjonsproblem) eller indre tale (slik som lydløst resitere et stykke tekst). I tillegg ble forskjellige kolonner med bokstaver opplyst på skjermen til forskjellige tider for forskjellige varigheter, i en jevn sekvens.
For å velge en bokstav, ventet deltakerne på at denne bokstavens kolonne skulle lyse opp, og utførte deretter den spesifikke typen mentale oppgave knyttet til den bokstavens rad så lenge brevet ble tent. For å velge bokstaven 'L' i grafen nedenfor, vil deltakeren for eksempel vente 10 sekunder på utsettelsesforsinkelsen til raden lyste, og deretter utføre en mental beregning i hele 10 sekunder, til kolonnen med 'C', 'L' og 'U' nedtonet. Hvis de fortsatte den mentale oppgaven i 20 sekunder, i stedet for 10, ville en 'M' bli oppdaget.
Fordi fMRI-maskineriet er i stand til å skille mellom de mentale aktivitetsmønstrene som passer til hver av de tre oppgavene, og også kan spore når og for nøyaktig hvor lenge oppgaven ble mentalt utført, kunne systemet bruke begge disse parameterne til å finne ut hvilken bokstav deltakeren mente å velge. Deltakerne “maskinskrev” nøye brev for å svare på en rekke spørsmål, for eksempel “hva heter du?” Og “hvilken film så du sist?”
Systemet var i stand til å bestemme den første bokstaven i hvert svar nøyaktig 82 prosent av tiden, men en nyskapende bruk av kontekstavhengig tekstgjenkjenningsprogramvare - samme type som gjør at smarttelefonen din kan finne ut at du mente å skrive "flott" i stedet for "grear" - mente at den første bokstaven ble korrekt oppdaget 95 prosent av tiden da den andre bokstaven ble tatt i betraktning, og 100% når den tredje ble skrevet.
Selv om systemet krevde en voluminøs fMRI-maskin og ble utført med sunne deltakere, er det lett å forestille seg hvordan dette til slutt kan tilpasses for å brukes for de som ikke kan snakke eller bevege seg. Rutenettet kan til og med endres basert på konteksten, med, for eksempel, bilder av matvalg eller romtemperatur presentert i stedet for bokstaver. Med praksis kan prosessen med å velge bokstaver sannsynligvis også akselereres, og hele ofte brukte ord kan til og med velges i stedet for bokstaver.
Dette nye systemet blir sammen med en rekke andre tankelesingsgrensesnitt enheter utviklet de siste årene for å gi innelåste pasienter muligheten til å kommunisere. Etter hvert som disse systemene forbedres og foredles, kan vi se dem på sykehus som den som Sorger en gang jobbet i for å la disse pasientene bokstavelig talt dele tankene sine. "Selv om en person har nytte av det, " sier hun, "vil jeg være veldig glad."
