„Kompiuteriai vis geriau suteikia balsą bebalsiams.
Beveik 20 metų nekalbėjusi paralyžiuota moteris per virtualų avatarą vėl rado savo balsą dėl smegenų implanto ir minčių skaitymo algoritmo.
Kitoks smegenų implantas padėjo kitai moteriai, kuriai dėl neurologinės ligos atėmė balsą, bendrauti teksto greičiu, artimesniu įprastos kalbos greičiui.
Jų patirtis, trečiadienį paskelbta atskiruose tyrimuose žurnale „Nature“, rodo didelę pažangą sistemose, leidžiančiose žmonėms valdyti prietaisus, naudojant smegenų signalus. Tokios sistemos atkūrė Pink Floyd dainą iš smegenų veiklos ir išvertė smegenų kalbos ir rašymo ranka signalus į tekstą. Pasak mokslininkų, naujuose tyrimuose naudojamos smegenų ir kompiuterių sąsajos yra greitesnės ir sudėtingesnės.
„Mes parodėme, kas įmanoma“, – sakė UC San Francisco Weill neuromokslų instituto neurochirurgas ir vieno iš tyrimų bendraautorius daktaras Eddie Changas.
Changas ir jo kolegos ant paralyžiuotos moters smegenų paviršiaus implantavo popierinio plonumo silicio lakštą, maždaug kreditinės kortelės dydžio ir su 253 elektrodais. 48 metų pacientė negalėjo kalbėti ar naudotis rankomis ir kojomis, nes maždaug prieš 18 metų patyrė insultą jos smegenų kamiene.
Paralyžiuotų žmonių smegenys gali skleisti elektrinius signalus, kontroliuojančius judesį, net kai sutrinka smegenų ir raumenų ryšio kanalai. Moters implantas gaudavo signalus, skirtus valdyti su kalba susijusius liežuvio, žandikaulio, gerklų ir veido raumenis, teigiama tyrime. Elektrodai buvo prijungti prie kompiuterių per kabelį, prijungtą prie prievado, pritvirtinto prie jos kaukolės.
Tyrėjai išmokė algoritmą atpažinti jos smegenų signalus kalbai ir veido išraiškai. Per dvi savaites jai ekrane buvo rodomi žodžiai ir sakiniai, kuriuos jai buvo liepta tyliai deklamuoti. Jai taip pat buvo liepta įsivaizduoti liūdnas, laimingas ir nustebusias veido išraiškas. Kompiuteriai užfiksavo jos smegenų signalus, kai ji atliko šias užduotis.
Tyrėjai išbandė, ar algoritmas gali tiksliai išversti smegenų signalus į tekstą ir kalbą. Pacientei buvo pateikti nauji sakiniai ir liepta juos tyliai deklamuoti.
Chang sakė, kad sistema teksto sakinius sudarė 78 žodžių per minutę greičiu: penkis kartus greičiau, nei ankstesnės smegenų ir kompiuterio sąsajos, naudojamos komunikacijai. Naudojant apie 1000 žodžių žodyną, sistema buvo tiksli maždaug 75 % laiko. Pacientė paprastai naudoja pagalbinį galvos sekimo įrenginį, kuris rašo maždaug 14 žodžių per minutę, sakė Changas. Žmonės paprastai kalba apie 150 žodžių per minutę.
„Dabar matome, kad įmanoma sukurti natūralesnius, labiau įkūnytus bendravimo būdus“, – sakė Chang.
Smegenų ir kompiuterio sąsaja leido moteriai bendrauti, naudojant kalbantį avatarą, kurį Changas pavadino pirmuoju tokiame darbe. Ji pasirinko moterį su rusvomis akimis ir ilgais rudais plaukais. Tyrėjai panaudojo kalbos, kurią ji pasakė per jos vestuves, įrašą, kad suasmenintų avataro balsą.
Peteris Brunneris, Vašingtono universiteto medicinos mokyklos Sent Luise neurochirurgijos docentas, kuris nedalyvavo tyrimuose, sakė, kad reikia daugiau dirbti, kad tokios sistemos būtų patobulintos ir kad jos būtų prieinamos daugiau pacientų.
„Vienas esminis apribojimas yra tai, kiek šios operacijos yra invazinės“, - sakė jis. "Kaip tai bus brangu ir kiek praktiška?"
Kitame „Nature“ tyrime 68 metų Pat Bennett turėjo keturis jutiklius, kurių kiekvienas buvo maždaug kukurūzų spragėsių branduolio dydžio ir buvo apkrautas dešimtimis elektrodų, implantuotų į išorinius jos smegenų sluoksnius. 2012 metais Bennett buvo diagnozuota Lou Gehrig liga. Ji nebemoka kalbėti suprantamai.
Stanfordo universiteto mokslininkai sujungė Bennett smegenų jutiklius su kompiuteriais, išmokytais sužinoti, kaip jos smegenų signalai atitinka kalbą. Po keturis mėnesius trukusių treniruočių du kartus per savaitę sistema Bennetto smegenų signalus išvertė į tekstą maždaug 62 žodžių per minutę greičiu. Naudojant apie 125 000 žodžių žodyną, sistema buvo tiksli 76 % laiko.
„Tai leistų išties sklandžiai bendrauti ir iš tikrųjų atkurti gebėjimą užmegzti ryšį su kitais“, – sakė daktaras Jaimie Hendersonas, Stanfordo neurochirurgijos profesorius ir tyrimo bendraautoris.
Hendersonas teigė, kad gilesni jutikliai, kuriuos naudojo jo komanda, gali gauti aukštesnės raiškos rezultatus, nuskaitydami atskirų neuronų signalus. Tačiau kadangi smegenys juda ir aplink jutiklius gali susidaryti randai, prietaisai gali pasislinkti ir smegenų ir kompiuterio sąsają gali prireikti mokyti iš naujo." [1]
1. U.S. News: Implants Convert Brain Signals Into Text and Speech. Mosbergen, Dominique.
Wall Street Journal, Eastern edition; New York, N.Y. [New York, N.Y]. 24 Aug 2023: A.3.
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą