Ostatnie osiągnięcia naukowe nadają zupełnie nowe znaczenie „głośnemu myśleniu”.
Neuronaukowcy z UC San Francisco zdołali wykorzystać nagrania mózgowe do stworzenia mowy syntetycznej, według badania opublikowane w Nature, międzynarodowe czasopismo naukowe, 24 kwietnia 2019 r. Ta technologia może zmienić życie ludzi, którzy inaczej nie mogliby się komunikować z powodu zaburzeń neurologicznych.
Badacze Gopala K. Anumanchipalli, Josh Chartier i dr Edward F. Chang opisał w swoim streszczeniu, że dekodowanie mowy na podstawie aktywności mózgu jest trudne.
„Mowa wymaga bardzo precyzyjnej i szybkiej wielowymiarowej kontroli artykulatorów traktu głosowego” – stwierdza abstrakt. „Tutaj zaprojektowaliśmy dekoder neuronowy, który wyraźnie wykorzystuje reprezentacje kinematyczne i dźwiękowe zakodowane w ludzkiej aktywności korowej, aby zsyntetyzować słyszalną mowę”.
Więc, co to znaczy?
Zasadniczo naukowcy ci stworzyli i wykorzystali interfejs mózg-maszyna do generowania syntetycznej mowy, która brzmi naturalnie z aktywności mózgu, jak donosi Nicholas Weiler
na stronie UCSF. Maszyna wykorzystywała aktywność neuronową do kontrolowania wirtualnego traktu głosowego, składającego się z symulowanych komputerowo ust, szczęki, języka i krtani.„Po raz pierwszy badanie to pokazuje, że możemy generować całe wypowiedziane zdania w oparciu o aktywność mózgu danej osoby” – powiedział dr Chang, zgodnie z raportem Wellera. „To ekscytujący dowód na to, że dzięki technologii, która jest już w zasięgu, powinniśmy być w stanie zbudować urządzenie, które jest klinicznie opłacalne u pacjentów z utratą mowy”.
Jak to zrobili?
W swoim badaniu Chang i jego zespół wykorzystali dane od pięciu pacjentów, których mózgi były monitorowane pod kątem napadów padaczkowych, ponieważ zgłoszone przez National Geographic. Każdy uczestnik miał już szereg elektrod, każda wielkości pieczątki, umieszczonych na powierzchni mózgu. Uczestnicy odczytywali setki zdań, gdy elektrody monitorowały aktywność mózgu, a interfejs mózg-maszyna tłumaczył tę aktywność na mowę.
Christian Herff, badacz podoktorancki Uniwersytetu w Maastricht, który bada takie metody mowy, nazwał to badanie „bardzo, bardzo eleganckim podejściem”.
Dlaczego to ma znaczenie?
Według UCSF uszkodzenie neurologiczne może spowodować nieodwracalną utratę zdolności mówienia. Takie uszkodzenia mogą pochodzić z urazowych uszkodzeń mózgu, udarów lub chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Parkinsona. Osoby cierpiące na zaburzenia mowy często radzą sobie z urządzeniami, które wykorzystują ruchy oczu i mięśni twarzy do wyrażania swoich myśli litera po literze. Jednak ten sposób komunikacji jest żmudny i niedokładny i nie przypomina naturalnej mowy.
Praca Changa może to zmienić. Tam, gdzie obecne urządzenia komunikacyjne pozwalają na mowę z prędkością około 10 słów na minutę (lub mniej), badania jego zespołu pozwalają: technologia komunikacyjna umożliwiająca pracę zbliżoną do 100 do 150 słów na minutę – tempo, w jakim większość ludzi naturalnie mówić.
Co dalej?
Naukowcy wciąż mają długą drogę do przebycia, aby ta technologia była jak najdokładniejsza i jest mało prawdopodobne, aby pomóc osobom z poważnymi uszkodzeniami ośrodków mowy w mózgu. Bardziej żywotni użytkownicy po prostu nie mają kontroli nad swoimi mięśniami mowy.
Melanie Fried-Oken, logopeda z Oregon Health & Science University, powiedziała National Geographic że chociaż badanie to rodzi pewne pytania etyczne dotyczące tożsamości i prywatności myśli, to jednak również słuszne. obietnica.
„Czy nie byłoby wspaniale móc dać to 3-latkowi, który może teraz wchodzić w interakcje z otoczeniem, a który jeszcze nie był w stanie tego zrobić?” Fried-Oken powiedział National Geographic. „Tak jak dajemy implanty ślimakowe [głuchym] niemowlętom – to samo. Po prostu jest taki potencjał, ale jest tak wiele problemów neuroetycznych”.