211service.com
Forskere har funnet en måte å dekode hjernesignaler til tale
En konseptuell illustrasjon av hjernebølger og tale Nick Little
Du trenger ikke tenke på det: når du snakker, sender hjernen din signaler til leppene, tungen, kjeven og strupehodet, som jobber sammen for å produsere de tiltenkte lydene.
Nå sier forskere i San Francisco at de har avlyttet disse hjernesignalene for å lage en enhet som er i stand til å spytte ut fullstendige fraser, som Don't do Charlie's dirty retter og Kritisk utstyr trenger riktig vedlikehold.
Forskningen er et skritt mot et system som vil være i stand til å hjelpe alvorlig lammede mennesker til å snakke – og kanskje en dag forbrukerinnretninger som lar hvem som helst sende en tekst rett fra hjernen .
Et team ledet av nevrokirurg Edward Chang ved University of California, San Francisco, tok opp fra hjernen til fem personer med epilepsi, som allerede gjennomgikk hjernekirurgi, mens de snakket fra en liste med 100 setninger.
Da Changs team deretter matet signalene til en datamodell av det menneskelige stemmesystemet, genererte det syntetisert tale som var omtrent halvt forståelig.
Et utvalg av tale generert ved å dekode en pasients hjernesignaler.
Innsatsen tar ikke opp abstrakte tanker, men lytter i stedet etter nerver som fyrer av når de forteller stemmeorganene dine å bevege seg. Tidligere har forskere brukt slike motoriske signaler fra andre deler av hjernen for å kontrollere robotarmer.
Vi tapper inn i delene av hjernen som kontrollerer disse bevegelsene - vi prøver å dekode bevegelser, i stedet for tale direkte, sier Chang.
I Changs eksperiment ble signalene registrert ved hjelp av en fleksibel pute med elektroder kalt en elektrokortikografi-array, eller ECoG, som hviler på hjernens overflate.
For å teste hvor godt signalene kunne brukes til å gjenskape det pasientene hadde sagt, spilte forskerne de syntetiserte resultatene til folk ansatt på Mechanical Turk, et crowdsourcing-nettsted, som prøvde å transkribere dem ved hjelp av en pool av mulige ord. Disse lytterne kunne i gjennomsnitt forstå omtrent 50 til 70 % av ordene.
Dette er sannsynligvis det beste arbeidet som gjøres i BCI [hjerne-datamaskin-grensesnitt] akkurat nå, sier Andrew Schwartz, en forsker på slike teknologier ved University of Pittsburgh. Han sier at hvis forskerne skulle sette sonder i hjernevevet, ikke bare over hjernen, kan nøyaktigheten være langt større.
Tidligere forsøk har søkt å rekonstruere ord eller ordlyder fra hjernesignaler. I januar i år, for eksempel, målte forskere ved Columbia University signaler i den auditive delen av hjernen da forsøkspersonene hørte noen andre snakke tallene 0 til 9. De kunne da fastslå hvilket tall som ble hørt.
Hjerne-datamaskin-grensesnitt er ennå ikke avanserte nok, og heller ikke enkle nok, til å hjelpe mennesker som er lammet, selv om det er et mål for forskere.
I fjor begynte en annen forsker ved UCSF å rekruttere personer med ALS, eller Lou Gehrigs sykdom, for å motta ECoG-implantater. Denne studien vil forsøke å syntetisere tale, i henhold til en beskrivelse av forsøket, i tillegg til å be pasienter om å kontrollere et eksoskeleton som støtter armene deres.
Chang sier at hans eget system ikke blir testet på pasienter. Og det er fortsatt uklart om det vil fungere for folk som ikke kan bevege munnen. UCSF-teamet sier at oppsettet deres ikke fungerte på langt nær like bra da de ba foredragsholdere om å stille inn ord i stedet for å si dem høyt.
Noen Silicon Valley-selskaper har sagt at de håper å utvikle kommersielle tanke-til-tekst-hjernelesere. En av dem, Facebook, sier at det finansierer relatert forskning ved UCSF for å demonstrere det første stilletalegrensesnittet som er i stand til å skrive 100 ord per minutt, ifølge en talsperson.
Facebook betalte ikke for den nåværende studien, og UCSF nektet å beskrive hvilken videre forskning de gjør på vegne av den sosiale mediegiganten. Men Facebook sier at de ser at det implanterte systemet er et skritt mot den typen forbrukerenhet den ønsker å lage.
Dette målet er godt på linje med UCSFs oppdrag om å utvikle en implanterbar kommunikasjonsprotese for mennesker som ikke kan snakke – et oppdrag vi støtter. Facebook utvikler ikke produkter som krever implanterbare enheter, men forskningen ved UCSF kan informere forskning om ikke-invasive teknologier, sa selskapet.
Chang sier at han ikke er klar over noen teknologi som kan virke utenfra hjernen, hvor signalene blandes sammen og blir vanskelige å lese.
Studien vi gjorde involverte folk som hadde nevrokirurgi. Vi er virkelig ikke klar over for øyeblikket tilgjengelig ikke-invasiv teknologi som kan tillate deg å gjøre dette utenfra, sier han. Tro meg, hvis det fantes ville det ha dype medisinske anvendelser.