Naukowcy uczą się „języka mózgu”, by opracować system, który zamieni nasze myśli na mowę

Naukowcy są coraz bliżej opracowania metod, które pozwolą tłumaczyć myśli na mowę. Ma to szczególnie pomóc pacjentom, którzy utracili zdolności komunikowania się za pomocą słów.

Skok technologiczny

W ostatnim czasie nastąpił ogromny przeskok technologiczny, który częściowo zlikwidował przepaść między umysłem a ciałem, gdy jedno z nich zostaje uszkodzone przez chorobę.

Osoby po amputacji mają możliwość otrzymania futurystycznych kończyn kontrolowanych przez umysł. Bioniczne oczy pozwalają niewidomym odzyskać zmysł wzroku, a ślimakowe implanty umożliwiają ponowne słyszenie.

Przywracanie mowy jest ogromnym wyzwaniem i wciąż pozostaje głównie w sferze science fiction. Naukowcy planują to jednak zmienić. Ambitne zespoły badawcze rozsiane po całym świecie próbują stworzyć implanty działające jak „interfejs mózg-komputer”, by nadawać wewnętrzny głos niemówiących pacjentów.

Zainstalowałeś aplikację FaceApp? Nawet nie zdajesz sobie sprawy na co wyraziłeś zgodę

Stephen Hawking

Stephen Hawking był bez wątpienia jednym z najbardziej znanych i uzdolnionych naukowców naszych czasów. Jednak brytyjski astrofizyk przez ostatnie 30 lat swojego życia był pozbawiony głosu. Za pomocą komputera Hawking mógł przekazać swoje myśli i zniwelować barierę komunikacyjną.

„Perfect Paul” to wczesna wersja syntezatora mowy działającego na tej samej zasadzie co zamiana tekstu na mowę. Syntetyczny głos z amerykańskim akcentem szybko stał się znakiem rozpoznawczym Hakinga.

Od powstania DECtalk, syntetyczna technologia głosowa zdecydowanie się poprawiła. Przede wszystkim chodzi o postęp różnych mechanizmów kontrolnych. Kiedy Hawking nie był już w stanie poruszać kciukiem, subtelne ruchy policzka pozwalały zatrzymywać kursor na ekranie komputera, co pozwoliło naukowcowi kontynuowanie komunikacji ze światem.

Technologia, choć genialna i niebywale zaawansowana, nigdy nie czytała w umyśle Hawkinga. „Mówienie” oznaczało proces selekcji liter układających zdania. Syntezator był zawsze wolniejszy niż naturalna mowa.

Zamiana myśli na mowę

Teraz neuronaukowcy i inżynierowie z Columbia University i Northwell Health w Nowym Jorku mapują osobisty język mózgu, by wkrótce komputer mógł wypowiedzieć na głos nasze myśli. Różne obszary mózgu komunikują się ze sobą przez kombinację impulsów elektrycznych i chemicznych przekaźników.

Zainstalowałeś aplikację FaceApp? Nawet nie zdajesz sobie sprawy na co wyraziłeś zgodę

Słuchanie i mowa koncentrują się w ośrodku Broki. Jest to część mózgu odpowiedzialna zarówno za głos mózgu, jak i ucho umysłu. Z kolei obszar Wernickiego kontroluje dobór słów. Naukowcy mają nadzieję, że dzięki analizie sposobu, w jaki te dwa obszary się komunikują, w końcu uda im się odkryć elektryczny język, by następnie przetłumaczyć go na słowa wypowiadane przez komputer.

Język mózgu

Taki wynalazek z pewnością odmieniłby życie sparaliżowanych pacjentów, osób po ciężkich urazach oraz cierpiących na ALS lub zespół zamknięcia. Niezdolność do komunikacji nie oznacza, że zdolności językowe zostały utracone. Dr Nima Mesgarani mówi, że wystarczy nauczyć się rozumieć język mózgu, dlatego słucha „rozmów” poszczególnych obszarów za pomocą wszczepionych pasków elektrodowych.

Elektrody zapisują elektryczne impulsy, a komputer usiłuje przetłumaczyć je na zrozumiały dla nas język. Jak w przypadku każdego języka, również komputer i sam dr Mesgarani muszą nauczyć się elektrycznego słownictwa mózgu.

Pierwszym krokiem jest dowiedzenie się, jak wygląda elektryczna aktywność mózgu podczas słów jak „tak” i „nie”. Wciąż jesteśmy bardzo daleko od tłumaczenia skomplikowanych myśli, jest to jednak początek i pierwszy krok w stronę umożliwienia pacjentom porozumiewania się.

Mamy podstawy do stworzenia dokładnej i zrozumiałej mowy zrekonstruowanej na bazie aktywności mózgu. – dodaje dr Mesgarani

Fotografie: statnews.com, academic.oup.com, ncbi.nlm.nih.gov, biorxiv.org