Исследователи Стэнфордского университета представили интерфейс мозг-компьютер, способный переводить воображаемые слова непосредственно из нейронной активности в речь. Это первый подобный прорыв в нейротехнологиях. В отличие от более ранних систем, которые полагались на обнаружение сигналов мозга, генерируемых при попытках людей двигать ртом или голосовыми связками, новый подход работает даже когда человек просто думает о речи.
В испытании приняли участие четыре человека с тяжелым параличом. Врачи имплантировали микроскопические электродные матрицы в моторную кору каждого участника – область мозга, которая обычно управляет движениями, связанными с речью.
Технология была разработана в рамках консорциума BrainGate BCI – долгосрочного академического сотрудничества в области исследований интерфейсов мозг-компьютер. После установки электроды записывали активность в речевой моторной коре, пока участникам предлагали два типа задач: попытки говорить вслух и мысленное воображение конкретных слов.
Модели машинного обучения были обучены обнаруживать и классифицировать различные паттерны активности мозга, связанные с фонемами – наименьшими индивидуальными звуковыми единицами в устной речи. Затем система в реальном времени объединяла эти фонемы в целые слова и предложения. Исследователи обнаружили, что воображаемая речь производила более слабую, но все еще отчетливую нейронную подпись по сравнению с попытками речи. Несмотря на это, система декодирования достигла точности до 74%.
– Впервые нам удалось понять, как выглядит активность мозга, когда вы просто думаете о том, чтобы говорить, – рассказывает автор исследования Эрин Кунц. – Для людей с серьезными нарушениями речи и моторики интерфейсы мозг-компьютер, понимающие внутреннюю речь, могут сделать общение проще и естественнее.
Исследователи также обнаружили важную проблему приватности. В некоторых случаях система обнаруживала слова, о которых участников не просили думать. Чтобы решить эту проблему, команда создала форму ментального пароля. Человеку нужно было мысленно проговорить стоп-фразу «chitty chitty bang bang». Она успешно блокировала нежелательное декодирование в 98% случаев.
Хотя работа Стэнфорда остается экспериментальной, исследователи утверждают, что она обеспечивает принципиальное доказательство того, что будущие устройства могут позволить пользователям свободно говорить, используя только мысли.
Читайте по теме: Мозговой имплант превращает мысли в речь с эмоциями.
