ทีมวิจัยสหรัฐ พัฒนา ‘ชิปฝังสมอง’ คืนเสียงพูดให้ผู้ป่วยอัมพาต

ขณะที่ นิวรัลลิงก์ (Neuralink) ของ “อีลอน มัสก์” กำลังเป็นที่จับตามองในด้านนวัตกรรม “การฝังชิปในสมอง” ล่าสุดทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส (UC Davis Health) ร่วมกับกลุ่มวิจัยเบรนเกต (BrainGate) ในสหรัฐอเมริกา พัฒนาอุปกรณ์ “Brain-Computer Interface (BCI)” ที่สามารถช่วยให้ผู้ป่วยโรคกล้ามเนื้ออ่อนแรง (ALS) หรือผู้ป่วยอัมพาตให้กลับมาสื่อสารได้อีกครั้ง

“การพูดไม่ได้เป็นเรื่องน่าหงุดหงิด และทำให้ท้อแท้ใจ เหมือกับถูกคุมขังอยู่ เทคโนโลยีฝังชิปในสมองจะช่วยให้ผู้คนสามารถใช้ชีวิตและกลับเข้าสู่สังคมได้อีกครั้ง นับเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญของวงการแพทย์ด้านประสาทวิทยา” เคซีย์ ฮาร์เรลล์ ผู้ป่วย ALS วัย 45 ปี ผู้เข้าร่วมการทดลองทางคลินิกกล่าว

การทำงานของชิปฝังสมอง

โรค ALS หรือที่รู้จักในชื่อ “โรคลูเกอริก” (Lou Gehrig's Disease) เป็นโรคที่ทำให้เซลล์ประสาทที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของร่างกายเสื่อมลง ผู้ป่วยจะค่อยๆ สูญเสียความสามารถในการยืน เดิน ใช้มือ และที่สำคัญคือ การพูด เนื่องจากกล้ามเนื้อที่ใช้ในการออกเสียงไม่ตอบสนอง แม้สมองจะยังทำงานได้ตามปกติ

ลองจินตนาการว่าในสมองของเรามีวงจรไฟฟ้าขนาดเล็กที่ทำงานทุกครั้งที่เราคิดจะพูด แม้ในผู้ป่วย ALS ที่กล้ามเนื้อไม่สามารถตอบสนองได้ แต่วงจรในสมองยังคงทำงานอยู่ ด้วยเหตุนี้ ทีมแพทย์จึงได้พัฒนา “ชิปอัจฉริยะ” ที่มีตัวรับสัญญาณขนาดจิ๋วถึง 256 จุด โดยฝังลงในบริเวณสมองส่วนที่ทำหน้าที่ควบคุมการพูด

เมื่อผู้ป่วยมีความตั้งใจจะพูด ชิปจะทำหน้าที่จับสัญญาณไฟฟ้าในสมองเหล่านั้น แล้วส่งต่อไปยังคอมพิวเตอร์เพื่อแปลงเป็นข้อความ จากนั้นคอมพิวเตอร์จะอ่านออกมาด้วยเสียงที่ฟังเป็นธรรมชาติ โดยใช้การสังเคราะห์จากเสียงจริงที่บันทึกไว้ก่อนที่ผู้ป่วยจะมีอาการ

ศ.นพ.เดวิด แบรนด์แมน ประสาทศัลยแพทย์ผู้ร่วมวิจัย อธิบายว่า ในเดือน ก.ค. 2023 ทีมแพทย์ได้ผ่าตัดฝังชิป BCI ในสมองของเคซีย์ โดยใช้ขั้วไฟฟ้าขนาดจิ๋ว 4 ชุด ฝังในสมองส่วน “Precentral Gyrus” ซึ่งเป็นศูนย์ควบคุมการพูด

ก่อนเข้าร่วมการทดลอง เคซีย์มีอาการอ่อนแรงที่แขนและขาทั้งสองข้าง การพูดก็เข้าใจยากมาก ต้องมีคนคอยช่วยแปลความหมาย

“เราใช้ปัญญาประดิษฐ์แปลรูปแบบของสัญญาณเหล่านี้เป็นหน่วยเสียงเล็กๆ เช่น พยางค์ แล้วค่อยประกอบเป็นคำที่ผู้ป่วยต้องการจะพูด เราไม่ได้แค่อ่านคลื่นสมอง แต่เราจับสัญญาณตอนที่สมองพยายามสั่งให้กล้ามเนื้อทำงานเพื่อพูด

ผมยังจำภาพตอนที่เคซีย์เห็นคำพูดของตัวเองปรากฏบนจอได้ถูกต้องในครั้งแรก เขาร้องไห้ด้วยความดีใจ และพวกเราทุกคนก็ร้องไห้ตามไปด้วย” ศ.นพ. เดวิด กล่าว

ระบบนี้เรียนรู้ได้เร็ว ใช้เวลาเพียงครึ่งชั่วโมงในการจดจำคำพูด 50 คำแรก มีความแม่นยำถึง 99.6% และเมื่อเพิ่มคลังคำศัพท์เป็นแสนคำ ก็ยังแม่นยำถึง 90% หลังฝึกเพิ่มเพียงชั่วโมงกว่าๆ “ความแม่นยำนี้สูงกว่าแอปพลิเคชันแปลงเสียงพูดในมือถือหลายตัวด้วยซ้ำ”

หลังจากทดลองมากว่า 32 สัปดาห์ เคซีย์สามารถใช้ระบบนี้คุยกับครอบครัวและเพื่อนได้ทั้งแบบเจอหน้าและผ่านวิดีโอคอล รวมเวลากว่า 248 ชั่วโมง

ปูความหวังสู่อนาคต

ศ.นพ. ลีห์ โฮชเบิร์ก ผู้ดูแลโครงการวิจัย เผยว่า ผู้ป่วยที่เข้าร่วมการทดลองไม่ได้หวังเพียงแค่ประโยชน์ส่วนตัวเท่านั้น แต่ยังปรารถนาที่จะเห็นทีมวิจัยสามารถพัฒนาตัวชิปให้มีประสิทธิภาพสมบูรณ์ จนสามารถนำไปช่วยเหลือผู้ป่วยอัมพาตคนอื่นๆ ได้ทั่วโลก โดยในปัจจุบัน การทดลองทางคลินิก BrainGate ยังคงเปิดโอกาสให้ผู้ป่วยเข้าร่วมการทดลองอย่างต่อเนื่อง

อย่างไรก็ตาม ในขณะที่วงการแพทย์ทั่วโลกกำลังจับตามองการพัฒนาชิปฝังสมองจากหลายบริษัท ไม่ว่าจะเป็น Neuralink หรือผู้พัฒนารายอื่น ความสำเร็จของทีมวิจัย BrainGate ในครั้งนี้ได้สะท้อนให้เห็นว่า เทคโนโลยีการเชื่อมต่อสมองกับคอมพิวเตอร์อาจเป็นนวัตกรรมที่สามารถช่วยเหลือผู้ป่วยได้อย่างเป็นรูปธรรม

อ้างอิง: The New York Times และ UC Davis Health