Vedci dokážu premeniť mozgové signály do ľudskej reči

Doba, keď budú s nami vďaka vedeckému pokroku môcť rozprávať aj ľudia s neurologickými stavmi je zrejme bližšie, ako sa nazdávame. Neurochirurgovia na UC San Francisco dokáže transformovať mozgové signály pacientov do zrozumiteľnej reči.

Tím vedený neurochirurgom Edwardom Changom na Kalifornskej univerzite v San Franciscu našiel spôsob, ako dekódovať mozgové signály do ľudskej reči. Jeho skupina zaznamenala signály z mozgov piatich ľudí trpiacich na epilepsiu, ktorí podstúpili operáciu mozgu a dokázali hovoriť približne sto frázami.

Keď Changov tím priviedol signály do počítačového modelu ľudského hlasového systému, vytvoril syntetizovanú reč, ktorá bola asi polovične zrozumiteľná.

Edward ChangZDROJ | UCSF

V tomto experimente sa signály zaznamenávali pomocou ohybnej podložky elektród nazývanej elektrokortikografické pole alebo ECoG, ktoré je položené na povrchu mozgu.

Pri testovaní zrozumiteľnosti prehrávali výsledky syntetizovanej reči skupine ľudí, ktorá v priemere porozumela 50 až 70 % významu slov. „Toto je pravdepodobne najlepšia práca, ktorá sa práve vykonáva v rozhraniach BCI,“ povedal Andrew Schwartz, výskumník z University of Pittsburgh. Hovorí, že ak by bolo možné umiestniť sondy priamo do mozgového tkaniva, nie len cez mozog, presnosť by bola výrazne väčšia. BCI je mozgovo-počítačové rozhranie (brain-computer interfaces).

https://youtu.be/kbX9FLJ6WKw

„Po prvýkrát táto štúdia ukazuje, že môžeme generovať celé hovorené vety založené na mozgovej aktivite jednotlivca,“ uviedol Chang. „Toto je vzrušujúci dôkaz princípu, že s technológiou, ktorá je už na dosah, by sme mali byť schopní vybudovať zariadenie, ktoré je klinicky životaschopné u pacientov so stratou reči.“

Nový systém vyvinutý v laboratóriu MUDr. Edwarda Changa bol publikovaný v Nature 24. apríla 2019. Dokazuje, že je možné vytvoriť syntetizovanú verziu hlasu osoby, ktorá je riadená aktivitou rečových centier v mozgu.

Pozrite siUmelá inteligencia od Googlu skúma najzložitejšiu štruktúru vesmíru – mozog

Výskum viedli Gopala Anumanchipalli a Josh Chartier. Vychádzali z vlastnej nedávnej štúdie, v ktorej bolo opísané ako rečové centrá ľudského mozgu choreograficky pohybujú perami, čeľusťou, jazykom a inými zložkami hlasového traktu, aby produkovali plynulú reč.

Anumanchipalli a Chartier predpokladali, že by ich pokusy modli priamo dekódovať reč z mozgovej činnosti, pretože tieto oblasti mozgu priamo nepredstavujú akustické vlastnosti zvukov reči, ale sú to skôr inštrukcie potrebné na koordináciu pohybov úst a hrdla počas rozprávania.

Gopala Anumanchipalli drží zostavu intrakraniálnych elektród.ZDROJ | UCSF

„Vzťah medzi pohybmi hlasového traktu a zvukmi reči, ktoré sú produkované, je zložitý,“ povedal Anumanchipalli. „Mysleli sme si, že ak tieto rečové centrá v mozgu kódujú pohyby a nie zvuky, mali by sme sa snažiť robiť to isté pri dekódovaní týchto signálov.“ 

Vedci sú stále len na začiatku, ich rozhranie nie je dostatočne vyspelé, ani jednoduché, aby sa dalo využívať ľuďmi, ktorí ich potrebujú. Výskum je však dôležitým krokom k systému, ktorý raz bude schopný pomôcť hovoriť ľuďom s neurologickými stavmi.

ZdrojUCSF

Komentáre k článku