System sterowany mózgiem wzmacnia wybrany głos w hałasie. Pierwsze testy u ludzi

Zespół naukowców pod kierunkiem Nimy Mesgaraniego z Columbia University Zuckerman Institute opisał 11 maja 2026 r. w „Nature Neuroscience” pierwsze testy u ludzi systemu sterowanego sygnałami z mózgu, który w czasie rzeczywistym wzmacnia głos wybranego rozmówcy w hałaśliwym otoczeniu. Badacze twierdzą, że to pierwszy prototyp pokazujący realną poprawę rozumienia mowy w hałasie dzięki tzw. auditory attention decoding (AAD) w zamkniętej pętli. W badaniu udział wzięło czterech hospitalizowanych pacjentów z lekooporną padaczką, u których z powodów klinicznych już wcześniej wszczepiono elektrody iEEG nad korą słuchową; wszyscy zgłaszali prawidłowy słuch. Podczas eksperymentów słuchali dwóch jednoczesnych dialogów odtwarzanych z dwóch kierunków, na tle kontrolowanego hałasu. W fazie treningowej system uczył się wzorca aktywności mózgu odpowiadającego uwadze skierowanej na jednego z mówców, rekonstruując tzw. obwiednię mowy z sygnału iEEG dla każdego uczestnika. W fazie testowej algorytm w czasie rzeczywistym porównywał „przewidywaną” obwiednię z dwoma strumieniami audio i dynamicznie regulował ich głośność w pięciu krokach, w zakresie około ±9 dB. Średnia dokładność dekodowania uwagi wynosiła od ok. 72 do ponad 90 proc., w zależności od pacjenta i rozmieszczenia elektrod. Po przełączeniu uwagi na drugiego mówcę, po sygnale wizualnym, system rozpoznawał tę zmianę przeciętnie po 5,1 sekundy i przekierowywał wzmocnienie na nowy głos. Badacze mierzyli zarówno parametry akustyczne, jak i zachowanie uczestników. Włączenie systemu zwiększało efektywny stosunek sygnału do zakłóceń (TMR) dla głosu docelowego średnio o około 12 dB, także w scenariuszu, gdy na początku był on o 6 dB cichszy od głosu zakłócającego. Pacjenci lepiej rozpoznawali słowa i zdania w testach z aktywnym sterowaniem mózgowym niż bez niego. U dwóch osób mierzono szerokość źrenicy jako obiektywny wskaźnik wysiłku poznawczego – była mniejsza przy włączonym systemie. W 75–95 proc. prób uczestnicy deklarowali, że wolą odsłuch z systemem. Na podstawie sygnałów iEEG z tej grupy naukowcy wygenerowali także tzw. „brain‑shaped audio” – dźwięk już przetworzony przez algorytm AAD. Ten materiał odtworzono następnie 40 osobom z ubytkiem słuchu, korzystającym ze standardowych urządzeń. U tej grupy poprawa rozumienia mowy była jeszcze większa niż u pacjentów z padaczką, zwłaszcza u osób z większym niedosłuchem. Badanie finansowały m.in. amerykański NIDCD/NIH oraz prywatne fundacje. Autorzy umieszczają swoją pracę w kontekście tzw. „cocktail party problem” – trudności w wybieraniu jednego głosu spośród wielu, które obecne aparaty słuchowe i implanty rozwiązują tylko częściowo. WHO szacuje, że 430 mln ludzi na świecie ma istotny ubytek słuchu, a do 2050 r. liczba ta może sięgnąć około 700 mln; niedosłuch wiąże się m.in. z izolacją społeczną i zwiększonym ryzykiem demencji. Badacze podkreślają, że obecna wersja systemu jest jedynie proof‑of‑concept, testowanym u czterech osób z padaczką i prawidłowym słuchem oraz wymagającym inwazyjnych elektrod iEEG. Kolejne etapy prac mają objąć większe grupy, w tym osoby z rzeczywistym niedosłuchem, oraz próby zastosowania mniej inwazyjnych interfejsów – np. elektrod w implantach ślimakowych czy nieinwazyjnego EEG. Zanim podobne rozwiązania trafią do praktyki klinicznej, czekają je testy w bardziej złożonych warunkach akustycznych, a także pełna ścieżka oceny bezpieczeństwa, skuteczności i ochrony danych mózgowych przez regulatorów w USA i Europie.