Implant mózgu pozwala sparaliżowanym osobom komunikować się za pomocą cyfrowego awatara

Źródło zdjęcia: Wikipedia commons 

Na początku roku na całym świecie odbił się echem przypadek osoby dotkniętej porażeniem czterokończynowym, która po dwunastu latach zaczęła chodzić. Technologia opierała się głównie na połączeniu mózg-komputer, który wysyłał sygnały do mózgu z pominięciem uszkodzonych lub zepsutych odcinków. Jednak mimo wszystkich postępów w tej technologii, urządzenia pomagające pacjentom z ciężkim paraliżem w komunikacji nadal były niezwykle wolne. Aż do teraz. 

Dwa zespoły naukowców z Uniwersytetu Stanford i Uniwersytetu Berkeley zaprojektowali urządzenie, które jest w stanie całkowicie zmienić sposób porozumiewania się tych osób, jak wskazują w artykule opublikowanym w Nature. W skrócie, przyrząd odbiera impulsy nerwowe pacjenta, interpretuje je i przekazuje w formie wypowiedzi i mimiki cyfrowego awatara samego siebie. “Naszym celem jest przywrócić pełną i rzeczywistą komunikację, która jest formą najbardziej dla nas naturalną w rozmowie z drugim człowiekiem” - wskazuje w raporcie Edward Chang, współtwórca badania. “Te postępy przybliżają nas do stworzenia realnego rozwiązania dla pacjentów.” 

Nowe rekordy w technologii 

Zespół dowiódł, że ich implant mózgowy może pozwolić pacjentom samym myśleniem wyrazić do 80 słów na minutę, a średnio między 60 a 70. Mimo iż nie jest to model komunikacji tak szybki, jak naturalna ludzka mowa, która może w minutę wyprodukować 160 słów, to pobija ona trzykrotnie poprzedni rekord. Podstawą implantu jest przyrząd, który zamienia sygnały mózgowe w tekst. W tym celu naukowcy wytrenowali algorytm sztucznej inteligencji elektrycznymi sygnałami pochodzącymi z mózgów pacjentów podczas powtarzania wybranych zdań. Algorytm nie został zaprojektowany aby szukać słów, ale różnych jednostek głosowych zwanych fonemami. 

Na tym etapie urządzenie jest dosyć precyzyjne, osiąga dokładność na poziomie 91%. Aby uzyskać efekt podobny do mowy rzeczywistej, naukowcy poszli o krok dalej i zaopatrzyli implant w oprogramowanie do animacji ze spersonalizowaną sztuczna inteligencją, która mogłaby używać znaków słownych pacjenta do symulowania wyrazów twarzy. Połączenie tego z rekonstrukcją głosu pacjenta pozwalałoby na przeniesienie mowy pacjenta do cyfrowej kopii na ekranie. Oczywiście, trzeba podkreślić, że stopa błędu wynosząca 9% wystąpiła przy słownictwie składającym się z zaledwie 50 słów. Jednakże, gdy badacze doszli do słownictwa składającego się z 125 000 słów, stopa błędu wynosiła blisko 24%, co nadal jest imponujące, ale z pewnością byłoby frustrujące w użyciu, przynajmniej dopóki algorytm nie otrzymałby odpowiednio dużo informacji. Po przeszkoleniu i użyciu, ta stopa może się jeszcze bardziej obniżyć. Najważniejsze jest to, że badacze udowodnili, iż ten rodzaj urządzenia jest możliwy, przynajmniej dla konkretnego pacjenta, dla którego zostało zaprojektowane. Przyszłe wersje będą musiały udowodnić swoją wartość u pacjentów z różnymi rodzajami paraliżu i, miejmy nadzieję, zmniejszyć błędy, ale jak dotąd, odkrycia są obiecujące.