Калифорнийские исследователи создали нейрочип и алгоритм, позволяющие напрямую считывать мысли из центра речи человека и озвучивать их, используя виртуальный аналог голосовых связок. Эта система вернет дар речи многим немым инвалидам, пишут ученые в журнале Nature.
«Пока что мы еще далеки от совершенства, но наша система уже вырабатывает почти естественные медленные звуки, такие как «ш» или «з», и хорошо справляется с ритмом и интонацией речи, правильно отражая пол и личные особенности человека, хотя некоторые резкие звуки пока не очень четкие. С другой стороны, уже сейчас она позволяет общаться в режиме реального времени», — заявил Джош Чартье (Josh Chartier) из университета Калифорнии в Сан-Франциско (США).
В последние 10 лет нейрофизиологам удалось совершить настоящий прорыв в области создания нейроинтерфейсов – набора микрочипов, особых электродов и компьютерных программ, позволяющих подключать к мозгу человека и животных кибер-конечности, искусственные глаза и даже те органы чувств, аналогов которых нет в природе – тепловизоры и рентгеновизоры.
К примеру, в марте 2013 года бразильские и американские ученые смогли объединить мозг двух крыс, живущих в тысячах километров друг от друга, в своеобразную «локальную сеть», или, как назвали эту конструкцию сами ученые, «органический компьютер», и научить их обмениваться информацией.
Позже они создали аналогичный «коллективный разум», объединив мозг трех обезьян, а два года назад другие исследователи смогли заменить поврежденную часть гиппокампа, центра памяти в мозге мышей, и избавить их от «синдрома сурка», неспособности запоминать новую информацию.
Подобные успехи, как отмечает Чартье, заставили нейрофизиологов задуматься над тем, можно ли напрямую считать мысли из центров речи мозга и озвучить их, используя подобные нейроинтерфейсы или электроэнцефалографы. Решение этой задачи оказалось намного более сложной проблемой, чем подключение новых рук и ног к телу парализованного пациента.
Чартье и его коллеги смогли решить ее благодаря тому, что они подошли к этой проблеме с совершенно другой стороны. Они не пытались расшифровать сигналы мозга и напрямую «считать» слова и буквы, а предположили, что наши центры речи кодируют не конкретные звуки, а наборы инструкций для мускулов рта, гортани языка и голосовых связок.
Руководствуясь этой идеей, ученые обратились за помощью к пяти эпилептикам, готовившимся пройти в хирургическом центре университета операцию по блокировке очагов эпилептической активности. Для их поиска врачи имплантировали в мозг этих пациентов набор электродов, которым Чартье и его коллеги воспользовались для того, чтобы следить за активностью центров речи.
Во время этих опытов ученые просили добровольцев зачитывать определенные слова и предложения и записывали сигналы, поступавшие из их нервных клеток. После этого ученые сопоставили подобные наборы электрических импульсов с аудиозаписями речей этих пациентов и создали алгоритм, «расшифровывающий» команды мозга в понятный для компьютера язык.
Используя эти данные и систему искусственного интеллекта, нейрофизиологи из Калифорнии создали еще одну программу, которая представляла собой виртуальную копию голосовых связок, способных обрабатывать эти сигналы и преобразовать их в речь.
Как показали опыты на другой группе добровольцев, прослушивавших подобные записи, эта синтетическая речь была понятной для них примерно в половине случаев, если эпилептики использовали простые наборы слов. При повышении его сложности качество распознавания речи падало до 20%.
Повышение плотности электродов, как надеются Чартье и его коллеги, позволят считывать команды мозга более качественно, что позволит инвалидам заново обрести дар речи в самое ближайшее время.
Если эти наработки объединить с теми, которые предлагает Илон Маск, результат может быть поистине фантастическим.
В ответ на вопрос об обновлении Neuralink, стартапа по нейротехнологии, который он основал в 2016 году, Маск ответил, что скоро будет новая информация об этом.
«Прямой кортикальный интерфейс», по словам Маска, может позволить людям достичь более высокого уровня познания и дать лучший шанс конкурировать с искусственным интеллектом, сообщало издание Wall Street Journal в 2017 году.
Большая часть того, над чем работает Neuralink, включая любые планы по созданию интерфейса между мозгом и компьютером, все еще находится в тайне. Но в начале апреля источники издания Bloomberg заявили, что Neuralink протестировала на крысах новый способ имплантации электродов в мозг. Система якобы похожа «швейную машинку»: из черепа удаляется кусочек кости, а в это отверстие вставляется игла с электродами. Электроды передают и принимают сигналы от компьютера, создавая интерфейс обмена данными. В данный момент, система находится на уровне прототипа.
