Підписуйтеся на КРВ.медіа:
Telegram | Viber | Instagram | WhatsApp | FB | TikTok | YouTube
У США 47-річна жінка, яка втратила можливість говорити після інсульту стовбура мозку, знову «заговорила» завдяки інноваційному мозковому імплантату. Система інтерфейсу «мозок-комп’ютер» (BCI), розроблена дослідниками Каліфорнійського університету в Берклі та Сан-Франциско, перетворює її думки у синтезовану мову в режимі реального часу. Це стало можливим завдяки новому підходу, який мінімізує затримки та відтворює навіть інтонацію її голосу.
Як працює інтерфейс мозок-комп’ютер
Інтерфейс «мозок-комп’ютер» (BCI) — це технологія, яка зчитує нейронні сигнали з мозку та перетворює їх на цифрову інформацію. У випадку з 47-річною жінкою, яка після інсульту понад 20 років не могла говорити, BCI зчитує активність сенсомоторної кори, коли вона подумки вимовляє фрази. Система працює з частотою 80 мілісекунд, що забезпечує практично безперервну трансляцію думок у мовлення.
На відміну від попередніх методів, де потрібне тренування голосових рухів або очікування завершення фрази, нова технологія використовує прогнозувальну модель. Вона дозволяє «вгадувати» наступне слово, ґрунтуючись на контексті, як це роблять сучасні системи автозаповнення в текстових редакторах.
Переклад нейронних команд у мову
Чим нова технологія відрізняється від попередніх
Більшість BCI-технологій, що використовуються сьогодні, потребують кількох секунд на обробку фрази, перш ніж програма вимовить її. Такий підхід є неприродним для комунікації та не дозволяє вести живу розмову. Система, розроблена командою інженера Кейло Літтлджона, вперше змогла суттєво зменшити затримку та збільшити швидкість мовлення у 8 разів порівняно з попередніми методами.
Особливістю нової моделі є використання нейронної мережі, яка навчалася на даних активності мозку жінки, коли вона подумки промовляла 100 унікальних речень. Крім того, було використано другий словник з 50 простих фраз для більш швидкої комунікації.
ФОТО: Анна, учасниця дослідження мовного нейропротезу, проведеного в Каліфорнії у 2023 році. Зображення надане дослідниками Каліфорнійського університету в Сан-Франциско та Берклі
Результати експерименту та нові можливості
Завдяки цьому підходу учасниця змогла промовляти майже вдвічі більше слів за хвилину, ніж це дозволяли попередні технології. Унікальним стало й те, що синтез мови був створений на основі старих записів голосу жінки, завдяки чому мова звучала природно та схожою на її справжній голос.
Система також здатна розпізнавати слова, яких не було у початковому наборі для навчання, що свідчить про її гнучкість та адаптивність. Дослідники наголошують, що хоча точність розпізнавання ще не відповідає системам текстового вводу, отримані результати вже свідчать про великий потенціал для клінічного використання.
Попри успіхи, команда розробників визнає, що попереду ще чимало роботи. Серед завдань — підвищення точності декодування, зменшення помилок при довготривалому використанні та розширення словникового запасу системи.
З усім тим, експеримент став серйозним кроком уперед у сфері нейротехнологій. З огляду на темпи розвитку BCI-технологій за останні роки, дослідники вірять, що у майбутньому такі імплантати зможуть допомагати не лише тим, хто втратив здатність говорити, а й у ширшому спектрі медичних та реабілітаційних застосувань.
Раніше ми також повідомляли, що вчені довели: зображення природи впливають на мозок і зменшують біль
