Beyin-Bilgisayar Arayüzü, Tepkisiz Yoğun Bakım Hastalarına Sesi Kontrol Ettirdi

Columbia Üniversitesi’nin 22 Ekim’de Brain dergisinde yayımlanan çalışmasına göre, invaziv olmayan bir beyin-bilgisayar arayüzü, tamamen tepkisiz görünen beyin hasarlı bazı yoğun bakım hastalarının bir sesi yalnızca düşünceleriyle kontrol etmesini sağladı. Test edilen 41 hastanın yaklaşık üçte biri, ağır bir beyin hasarının ardından günler içinde bip sesi veren bir tonun perdesini yükseltip alçaltmayı öğrendi. Araştırmacılar, çalışmanın ileride gizli bilince sahip hastalara iletişim kurmanın bir yolunu sunabileceğini söylüyor.

Columbia çalışması ne buldu?

Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons ile NewYork-Presbyterian/Columbia University Irving Medical Center’dan nörolog Jan Claassen’ın liderliğindeki ekip, sistemi akut beyin hasarı olan ve klinik olarak tepkisiz 41 hasta üzerinde, hastaneye yatışlarından birkaç gün sonra test etti.

Kısa bir eğitim döneminin ardından hastaların kabaca üçte biri tonu yalnızca düşünceyle kontrol edebildi. Ayrı bir muayeneyle, gizli bilincin bir biçimi olan bilişsel motor ayrışma tespit edilen hastaların her biri başarılı olanlar arasındaydı. Bazı hastalar bu noktaya yaralanmalarından sonraki birkaç gün içinde ulaştı.

“Clinically unresponsive patients with acute brain injury activate a brain-computer interface” başlıklı makalede, Columbia ve NewYork-Presbyterian’dan klinisyen ve araştırmacılardan oluşan bir ekiple birlikte Qi Shen birinci yazar olarak yer alıyor.

Beyin-bilgisayar arayüzü nasıl çalışıyor?

Beyin çipleri üzerinde çalışan şirketlerin vücuda yerleştirilen cihazlarından farklı olarak bu sistem, kafa derisine yerleştirilen standart EEG elektrotlarına dayanıyor; bunlar yoğun bakım ünitelerinde rutin beyin izlemesi için zaten kullanılan elektrotlarla aynı türden.

Düzenek birkaç adımda çalışıyor:

• Hastalar kulaklıktan bip sesi veren bir ton duyuyor.
• Kaydedilmiş bir ses, ellerini açıp kapadıklarını hayal ederek tonun frekansını değiştirmelerini istiyor.
• Yatak başındaki bir bilgisayar EEG sinyallerini gerçek zamanlı olarak analiz ediyor ve tonu buna göre ayarlıyor.
• Kaydedilmiş ses hastaları cesaretlendiriyor ve bir hedefe ulaştıklarında onları tebrik ediyor.

Donanım yoğun bakım ünitelerinde zaten standart olduğundan araştırmacılar, bu yaklaşımın alternatiflere göre çok daha kolay uygulanabileceğini savunuyor. Fonksiyonel MR daha önce tepkisiz tek bir hastadan evet-hayır yanıtları almak için kullanılmıştı, ancak rutin yatak başı kullanımı için pratik değil.

Bilişsel motor ayrışma nedir?

Bilişsel motor ayrışma (CMD), komutları yerine getirmeye çalışıyor gibi görünen ancak bunu gösterecek şekilde kaslarını hareket ettiremeyen hastaları tanımlıyor. Claassen’ın ekibi bu durumu, beynin üst düzey düşünme bölgeleri ile hareketi kontrol eden motor bölgeler arasındaki iletişimin bozulmasıyla ilişkilendirdi.

Aynı grup 2019’da standart EEG ve yapay zekâ kullanarak tepkisiz beyin hasarlı hastaların %15’inde gizli bilinç belirtileri tespit etmiş ve bu bulgu yoğun bakım alanında şaşkınlık yaratmıştı. Ekibin araştırmaları ayrıca CMD’li hastaların bilinçlerini geri kazanma ve günlük yaşamda önemli ölçüde işlevsellik kazanma olasılığının daha yüksek olduğunu gösterdi. Ancak CMD’yi tespit eden araçlar hâlâ araştırma ortamlarıyla sınırlı.

Neden önemli?

Aileler ve klinisyenler için tepkisiz görünen bir hastanın farkında olup olmadığını bilmek, bakımla ilgili kararları şekillendirebilir. Hem farkındalığı tespit eden hem de temel yanıtlar için bir kanal sunan yatak başı bir araç, bu hastaların yaralanmanın ardından gelen ilk kritik günlerde nasıl tedavi edildiğini değiştirebilir.

Claassen sonucu abartmamaya özen gösteriyor. Columbia’nın duyurusunda “Beyin-bilgisayar arayüzümüz yalnızca bir ilk adım” diyen Claassen, çalışmanın bu tür hastalara bir gün ses verilebileceğine işaret ettiğini de ekledi. EEG’nin yoğun bakımdaki günlük uygulamanın zaten bir parçası olduğunu belirten Claassen, teknoloji olgunlaşırsa bunun yaygınlaşmasına yardımcı olabileceğini kaydetti.

Sınırlamalar ve bundan sonrası

Çalışma açık uçlu bir iletişimi değil, tek bir tonun kontrolünü gösteriyor. Hastaların yalnızca yaklaşık üçte biri sistemi kullanabildi, sistem eğitim gerektirdi ve kamuya açık özetler 41 hastanın kaçında CMD bulunduğunu belirtmiyor.

Araştırmacılar şimdi arayüzü, hastaların ağrı ya da açlık gibi ihtiyaçlarını bildirebileceği şekilde geliştirmeyi planlıyor. Sistemi deneyen katılımcılar ve aile üyeleri sistemi faydalı bulduklarını söyledi; bir yakının sesinin kullanılması, kültürel açıdan anlamlı ayrıntıların eklenmesi ve ağrı, açlık ile farkındalığı tespit edecek yolların sisteme dahil edilmesi gibi kişisel dokunuşlar önerdi.

Çalışma; National Institutes of Health, Paris Brain Institute America, Canadian Institutes of Health Research, Fondation du Centre hospitalier de l’Université de Montréal ve Royal College of Physicians and Surgeons of Canada tarafından finanse edildi.