Egy néma ember beszél: A Neuralinket felülmúló agyi implantátum azonnal beszéddé változtatja a gondolatokat

A UC Davis Health által június 11-én közzétett tanulmány jelentős előrelépést jelent a korábbi technológiákhoz képest, amelyek nagyrészt az agyi jelek szöveggé történő lefordítására korlátozódtak. Az új rendszer egy 45 éves, amyotrófiás laterálszklerózisban (ALS), egy neurodegeneratív betegségben szenvedő önkéntes számára visszaállította a kommunikáció egy korábban lehetetlennek hitt szintjét, amely megfosztotta őt a hangjától.

Az "agy-hang neuroprotézis" úgy működik, hogy dekódolja az agy beszédszándékát. A kutatók 256 mikroelektródát ültettek be a páciens agyának abba a régiójába, amely a beszédizmok irányításáért felelős. Amikor a férfi megpróbál beszélni, a BCI elfogja ezeket a jeleket, és egy fejlett mesterséges intelligenciamodell segítségével mindössze 25 milliszekundum alatt hallható beszéddé alakítja őket.

A kutatók fejlett mesterséges intelligencia-algoritmusokat használtak, hogy az agyi aktivitást valós időben szintetizált beszéddé alakítsák. A rendszert a neurális felvételek alapján képezték ki, amelyeket akkor készítettek, amikor a résztvevő megpróbálta elolvasni a képernyőn megjelenő mondatokat. Az algoritmus több száz neuron tüzelési mintázatának a szándékolt beszédhangokkal való összehangolásával megtanulta, hogy pontosan rekonstruálja a résztvevő hangját közvetlenül az agyi jelekből.

A BCI nem csak monoton szavakat produkál; sikeresen rögzíti és reprodukálja a hangszínt - a hangmagasság és a hangszín finom változásait, amelyek alapvető fontosságúak abban, hogy az ember hogyan kommunikál jelentést és érzelmeket. Egy sor erőteljes demonstráció során a páciens képes volt:

• Kérdéseket feltenni úgy, hogy a mondat végén emelkedő hangmagasságot generál.
• Kiemelni bizonyos szavakat, hogy teljesen megváltoztassa egy mondat jelentését, például különböző szavakat hangsúlyozni a mondatban: Soha nem mondtam, hogy ellopta a pénzemet.
• Egyszerű, 3 hangmagasságú dallamokat énekelni, megmutatva a szintetizált hang feletti idegrendszeri kontroll finom szintjét.

Hogy az áttörést még mélyebbé tegyék, a kutatók egy hangklónozó mesterséges intelligenciát használtak, amelyet a beteg régi, az állapota előtt készült felvételein képeztek ki. Az eredmény egy olyan szintetizált hang lett, amely úgy hangzott, mint a sajátja, és a páciens beszámolója szerint "boldoggá tett, és úgy éreztem, mintha az igazi hangom lenne"

Bár a technológia jelentős áttörést jelent, a kutatók figyelmeztetnek, hogy ez még mindig csak a koncepció próbája. Azokban a tesztekben, ahol emberi hallgatók átírták a BCI kimenetét, az esetek 56%-ában értették meg helyesen, amit a beteg mondott. A hatékonyság növeléséhez további fejlesztésekre lesz szükség.