Дослідники зі Стенфордського університету презентували проривний інтерфейс «мозок-комп’ютер» (BCI), що здатний перетворювати уявні слова в реальну мову. Цей технологічний пристрій не просто фіксує мозкову активність під час мовлення, а може розпізнавати слова, які людина промовляє подумки, навіть без руху губ чи голосових зв’язок.
Про це розповідає ProIT
Унікальні можливості для людей із паралічем
У дослідженні брали участь четверо людей, які мають тяжкі порушення моторики через аміотрофічний склероз та інсульт стовбура мозку. Один з учасників міг відповідати лише рухами очей: вгору — «так», в сторони — «ні». Всім учасникам лікарі імплантували мікроскопічні масиви електродів у рухову кору мозку — область, що відповідає за мовлення.
Інтерфейс розроблено в рамках консорціуму BrainGate BCI — багаторічної наукової співпраці з вивчення технологій мозкових інтерфейсів. Електроди реєстрували нейронну активність, пов’язану з мовленням та рухами, а учасники виконували завдання: вимовляти слова вголос і уявляти їх подумки.
Як працює система та результати тестування
Нейромережі пристрою були навчені ідентифікувати різноманітні патерни мозкової активності, що відповідають окремим фонемам — звуковим одиницям мовлення. Далі система в режимі реального часу складала з них цілі слова й речення, навіть якщо учасник просто думав про них. Дослідники відзначили, що внутрішня мова залишає слабші, але розпізнавані сигнатури в мозку, порівняно з голосним мовленням. Точність декодування сягнула 74%.
“Вперше нам вдалося зрозуміти, як виглядає активність мозку, коли ви просто думаєте про розмову. Для людей з тяжкими порушеннями мови та моторики нейрокомп’ютерні інтерфейси, що розпізнають внутрішню мову, можуть зробити спілкування простішим і природнішим”, — переконана провідна авторка дослідження, нейробіологиня зі Стенфорда Ерін Кунц.
Старший дослідник, науковий співробітник кафедри нейрохірургії Френк Уіллетт наголосив, що нова система демонструє суттєвий прогрес у відновленні мовлення для людей з фізичними вадами. За його словами, для осіб із частковим паралічем навіть спроби говорити можуть бути виснажливими та ускладнювати дихання. Технологія декодування беззвучної мови з мозку здатна подолати ці виклики.
Під час експериментів дослідники помітили, що інтерфейс іноді розпізнавав слова, які не були в завданні, наприклад, підрахунок чисел під час візуальних тестів. Щоб уникнути цього, команда розробила ментальне «блокування» — декодер активується лише після введення уявного пароля. Під час тестування фраза «chitty chitty bang bang» успішно блокувала небажане декодування у 98% випадків.
Науковці переконані, що у майбутньому мовні інтерфейси дозволять людям спілкуватися силою думки, а нові BCI-технології забезпечать відновлення вільного та природного спілкування для людей із порушеннями мовлення.