În efortul de a ajuta oamenii care nu pot vorbi, neuroștiștii au dezvoltat un dispozitiv care poate converti semnalele creierului în vorbire. Această tehnologie nu este încă suficient de dezvoltată pentru a fi utilizată în afara laboratorului, deși poate fi utilizată pentru a sintetiza propoziții întregi care sunt înțelese în mare parte, scrie „Nature”.
În efortul de a ajuta oamenii care nu pot vorbi, neuroștiștii au dezvoltat un dispozitiv care poate converti semnalele creierului în vorbire.
Această tehnologie nu este încă suficientă pentru a fi utilizată în afara laboratorului, deși poate fi utilizată pentru a sintetiza propoziții întregi care sunt în general înțelese. Creatorii decodificatorului de vorbire și-au prezentat descrierea într-un articol publicat în revista Nature pe 24 aprilie.
Oamenii de știință au folosit în trecut inteligența artificială pentru a converti semnalele creierului în cuvinte unice, în mare parte dintr-o silabă, spune Chethan Pandarinath, un neuro-inginer la Universitatea Emory din Atlanta, Georgia, care a scris un comentariu la articol. „Saltul de la o silabă la propoziții este dificil din punct de vedere tehnic și, în parte, de aceea munca este atât de impresionantă”, spune el.
Convertiți mișcarea în sunet
Multe persoane care și-au pierdut capacitatea de a vorbi comunică folosind un dispozitiv care le cere să facă mișcări mici pentru a utiliza cursorul pentru a selecta litere sau cuvinte pe ecran. Un exemplu faimos a fost fizicianul britanic Stephen Hawking, care avea boală cu neuron motor. El a folosit un dispozitiv de vorbire activat de mușchiul obrazului, a declarat liderul studiului, Edward Chang, un neurochirurg la Universitatea din California, San Francisco.
Deoarece oamenii care folosesc astfel de dispozitive trebuie să tasteze cuvinte litere cu litere, aceste dispozitive pot fi foarte lente, „vorbind” până la zece cuvinte pe minut, spune Chang. Vorbirea naturală implică în medie 150 de cuvinte pe minut. „Acest lucru se datorează eficienței tractului vocal”, spune el. Și astfel Chang și echipa sa au decis să simuleze sistemul de voce atunci când își construiesc decodorul de vorbire.
Video promotional:
Oamenii de știință au lucrat cu cinci persoane care au fost implantate cu electrozi pe suprafața creierului în timpul tratamentului cu epilepsie. La început, când participanții la experiment au citit cu voce tare sute de propoziții, oamenii de știință au înregistrat activitatea creierului. Chang și colegii apoi au combinat aceste înregistrări cu date din experimentele anterioare care au privit modul în care mișcările limbii, buzelor, maxilarului și laringelui produc sunet.
Folosind aceste date, oamenii de știință au „instruit” un algoritm de învățare profundă, apoi au inclus acest program în decodorul lor. Dispozitivul transformă semnalele creierului în mișcări specificate ale tractului vocal și transformă aceste mișcări în vorbire sintetică. Chang a spus că oamenii care au ascultat cele 101 propoziții sintetizate au putut înțelege în medie 70% din cuvinte.
Într-un alt experiment, oamenii de știință au cerut unuia dintre participanți să citească propoziții cu voce tare și apoi să mute aceleași propoziții cu gura. Chang spune că propozițiile sintetizate în acest caz au fost de o calitate mai slabă decât cele sintetizate din discursul „rostit”, dar rezultatele sunt încă încurajatoare.
Înțelegerea vorbirii sintetizate este o problemă de viitor
Discursul, sintetizat prin transformarea semnalelor creierului în mișcări ale tractului vocal și transpunerea lor în sunet, este mai ușor de înțeles decât vorbirea, care este sintetizată prin transformarea semnalelor cerebrale direct în sunet, spune Stephanie Riès, un neuroștiințific la Universitatea de Stat din San Diego. în California.
Dar nu este clar dacă noul decodificator vor funcționa cu cuvinte pe care oamenii „le vorbește” doar în mintea lor, spune Amy Orsborne, un neuro-inginer la Universitatea Washington din Seattle. „Articolul arată foarte bine că dispozitivul funcționează cu vorbire mimică”, spune ea. „Dar cum funcționează dacă persoana nu își mișcă buzele?”
Marc Slutzky, un neuroștiințific la Universitatea Northwestern din Chicago, Illinois, este de acord și spune că decodificatorul poate fi mai eficient. El observă că ascultătorii au identificat vorbirea sintetizată prin alegerea cuvintelor dintr-un set de opțiuni, dar pe măsură ce numărul de opțiuni a crescut, a devenit mai dificil să înțelegeți cuvintele.
Această cercetare „este un pas cu adevărat important, dar încă mai sunt multe de făcut înainte ca discursul sintetizat să poată fi înțeles cu ușurință”, spune Slutsky.
Georgia Guglielmi (Giorgia Guglielmi)
