Inžinieri z Inštitútu pre štúdium vyššej nervovej aktivity boli schopní vytvoriť systém, ktorý premieňa myšlienky na zrozumiteľnú a rozpoznateľnú reč. Ovládaním mozgovej činnosti niekoho technológia rekonštruuje myšlienky na slová.
Tento vedecký prielom spojený s výkonom umelých inteligencií a syntetizátorov reči otvára novú éru interakcie medzi počítačom a mozgom. To samozrejme otvára aj nové príležitosti ľuďom, ktorí z jedného alebo druhého dôvodu stratili schopnosť hovoriť.
„Naše hlasy pomáhajú udržiavať kontakt s našimi priateľmi, rodinou a okolitým svetom, takže strata hlasovej sily v dôsledku zranenia alebo choroby je pre ľudí zničujúca. S dnešným množstvom vedomostí však máme potenciálny spôsob, ako túto moc obnoviť. Ukázali sme, že so správnou technológiou môžu myšlienky ľudí rozlúštiť a pochopiť ktorýkoľvek poslucháč, “hovorí Nima Mesgarani, Ph. D. a jeden z autorov štúdie uskutočnenej na Inštitúte duševného správania Mortimer B. Zuckerman na Columbia University.
Desaťročia výskumu ukázali, že keď ľudia hovoria alebo si dokonca myslia, že hovoria slovami, v mozgu sa objavujú charakteristické vzorce aktivity. Jasný a rozpoznateľný obrazec signálov tiež vzniká, keď počúvame niekoho hovoriaceho alebo si predstavujeme, že počúvame. Experti sa snažili tieto vzorce dešifrovať už desaťročia, ale až teraz sa im otvorila budúcnosť, v ktorej sa myšlienky už nemôžu v mozgu skrývať, ale namiesto toho ich možno ľubovoľne preložiť do hovoreného jazyka.
Tento výkon však nebolo ľahké dosiahnuť. Prvé pokusy dešifrovať mozgové signály od Dr. Mesgaraniho a ďalších sa zamerali na jednoduché počítačové modely, ktoré analyzovali spektrogramy, ktoré sú vizuálnym znázornením zvukových frekvencií.
Ale vzhľadom na skutočnosť, že tento prístup nepriniesol nič zrozumiteľné reči, tím Dr. Mesgarani sa namiesto toho obrátil na vocoder, počítačový algoritmus, ktorý dokáže syntetizovať reč po vyškolení na zaznamenávanie konverzácií ľudí.
„Je to rovnaká technológia, ktorú používajú Amazon Echo a Apple Siri na verbálne zodpovedanie našich otázok,“povedal Dr. Mesgarani, ktorý je tiež docentom elektrotechniky na Fakulte strojárstva a aplikovanej vedy nadácie Fu.
S cieľom naučiť vokodéra interpretovať mozgovú aktivitu sa Dr. Mesgarani spojila s Asheshom Dineshom Mehtom, M. D., Ph. D., neurochirurgom v Neurovednom partnerskom partnerskom lekárskom oddelení Northwell Health Society a spoluautorom dnešného článku. Mehta lieči pacientov s epilepsiou, z ktorých niektorí musia podstúpiť pravidelnú operáciu.
Propagačné video:
„V spolupráci s Dr. Mehtou sme požiadali epileptických pacientov, ktorí už podstúpili operáciu mozgu, aby si vypočuli návrhy od rôznych ľudí, pričom sme merali vzorce ich mozgovej aktivity,“hovorí Dr. Mesgarani. „Tieto nervové vzorce trénovali vokodér.“
Vedci potom požiadali tých istých pacientov, aby počúvali reproduktory, ktoré vyslovujú čísla 0 až 9, pričom zaznamenávajú mozgové signály, ktoré by sa potom mohli prenášať vocoderom. Zvuk produkovaný vokodérom v reakcii na tieto signály bol analyzovaný a vylepšený pomocou neurónových sietí, ako je umelá inteligencia, ktorá napodobňuje štruktúru neurónov v biologickom mozgu.
Konečným výsledkom bol robotický hlas opakujúci sekvenciu čísel. Na overenie presnosti záznamu dr. Mesgarani a jej tím poučili ľudí, aby počúvali nahrávku a nahlásili, čo počuli.
„Zistili sme, že ľudia dokážu porozumieť a opakovať zvuky asi 75% času, čo je omnoho lepšie ako predchádzajúce pokusy,“hovorí Dr. Mesgarani. Zlepšenie zrozumiteľnosti bolo zvlášť zrejmé pri porovnaní nových záznamov s predchádzajúcimi pokusmi založenými na spektrograme. „Citlivý vokodér a silné neurónové siete predstavovali zvuky, ktoré pacienti pôvodne počuli s úžasnou presnosťou.“
Mesgarani a jej tím teraz plánujú testovať zložitejšie slová a vety. Zamýšľajú tiež vykonať rovnaké testy mozgových signálov emitovaných, keď človek hovorí alebo si predstavuje reč. V konečnom dôsledku dúfajú, že ich systém môže byť súčasťou implantátu, ktorý je podobný tým, ktoré nosia niektorí epileptickí pacienti a ktoré prenášajú myšlienky nositeľa priamo na slová.
„V tomto scenári, ak si majiteľ čipu myslí:„ Potrebujem pohár vody, “náš systém môže prijať mozgové signály generované touto myšlienkou a zmeniť ich na syntetickú verbálnu reč,“hovorí Dr. Mesgarani. „Je to menič hier a pre každého, kto stratil schopnosť hovoriť v dôsledku zranenia alebo choroby, dáva technológia novú šancu komunikovať s okolitým svetom.“
Redakčný komentár
Pretože niektorí naši zamestnanci majú určitý vzťah k neurofyziológii, môžeme jednoznačne konštatovať, že vyriešenie problému čítania myšlienok a ich prekladu do slov nie je problém, ktorý niektorý doktor filozofie dokáže vyriešiť spolu s inteligentným neurochirurgom. Je to úloha výskumného ústavu, ktorý ju vyrieši na sto, dvesto alebo viac rokov. Navyše nie je vôbec skutočnosťou, že tento problém vyrieši výskumný ústav - aj keď sa sem dostanú všetci superpočítače NASA, na ktorých dav inžinierov začne simulovať neurónové siete. Článok vo vedeckom časopise však nebude ležať a skutočnosť uznania myšlienok je určite tam. Ako teda možno spojiť tieto dve skutočnosti?
Veľmi jednoduché. Za posledných 20 až 30 rokov sa na svete objavilo veľké množstvo úplne neuveriteľných a veľmi zložitých technológií, ako sú mikroprocesory a pevné disky. A každý deň sa objavuje stále viac nových vynálezov, ktoré sa zapisujú niektorým „talentovaným študentom“, ktorí sedia v garáži a zbierajú kúsok z kovového šrotu, o ktorý výskumné ústavy bojujú už 50 rokov. A v tomto prípade máme vynález podobnej genézy. To znamená, že vývoj, ktorý sa už mnoho rokov realizuje (alebo odovzdáva ľuďom), nie je jasné, kto, ale ktorý bol zaznamenaný na tete a strýkovi z Kolumbie.
V skutočnosti neexistuje vôbec žiadny rozdiel, ktorý Wikipedia napíše ako „vynálezcov“technológie. Hlavná vec je, že táto technológia bola predstavená svetu pomocou vedeckého časopisu. Ďalej, niektorá čínska spoločnosť začne vyrábať také „pomôcky“, ktoré ľudí zvyknú na samotnú myšlienku, že ich hlava je teraz úplne transparentná. Nakoniec, tretia etapa bude rovnaká orwellovská „1984“, keď dokonca aj myšlienky akejkoľvek osoby môžu byť čítané z diaľky. Napríklad umiestnením špeciálnych senzorov do bytov alebo integráciou špeciálneho čipu, ktorý reaguje na mozgové impulzy do tela. Okrem toho.
Každá technológia má spravidla opačné použitie. Napríklad, ak existuje technológia na konverziu nervových impulzov na slová, ktoré používajú rovnaký princíp, môžete premieňať akékoľvek slová na niečí myšlienky. V tejto situácii majú prezidenti rôznych krajín veľkolepú nádej, že budú podporovaní absolútne celým voličom, pretože teraz existuje technická možnosť, aby si každý volič myslel rovnako ako on - stačí do zásuvky vložiť správne modulovaný signál.
Všeobecne platí, že sa otvárajú najkrajšie vyhliadky sveta a sledujeme vývoj udalostí so záujmom.