Lidé, kteří ztratili schopnost mluvit vlastním hlasem, mají tendenci používat různé syntetizéry řeči. Moderní technologie nabízejí mnoho řešení tohoto problému: od jednoduchého zadávání pomocí klávesnice až po zadávání textu pomocí pohledu a speciálního displeje. Všechna existující řešení jsou však poměrně pomalá a čím závažnější je stav člověka, tím déle mu trvá psaní. Je možné, že tento problém bude brzy vyřešen pomocí neurálního rozhraní, které je implementováno v podobě speciálního implantátu elektrod instalovaných přímo na mozku, což dává maximální přesnost při čtení jeho aktivity, kterou pak systém dokáže interpretovat do srozumitelné mluvený projev.
Výzkumníci z Kalifornské univerzity v San Franciscu ve svém 25. dubna popsali, jak se jim podařilo vyjádřit mentální řeč člověka pomocí implantátu. Údajně byl zvuk místy nepřesný, ale věty se daly plně reprodukovat a hlavně porozumět posluchačům zvenčí. To vyžadovalo roky analýzy a porovnávání zaznamenaných mozkových signálů a technologie ještě není připravena k použití mimo laboratoř. Experiment však ukázal, že „pouhým použitím mozku můžete dešifrovat a reprodukovat řeč,“ říká Gopala Anumanchipalli, odborník na mozek a řeč.
„Technologie popsaná v nové studii slibuje, že nakonec obnoví schopnost lidí svobodně mluvit,“ vysvětluje Frank Guenther, neurolog z Bostonské univerzity. "Je těžké přeceňovat důležitost toho pro všechny tyto lidi... Je neuvěřitelně izolující a noční můra neschopnost komunikovat o svých potřebách a jen komunikovat s komunitou."
Jak již bylo zmíněno, existující řečové nástroje, které se spoléhají na psaní slov pomocí jedné nebo druhé metody, jsou únavné a často nevytvářejí více než 10 slov za minutu. V dřívějších studiích již vědci používali mozkové signály k dekódování malých kousků řeči, jako jsou samohlásky nebo jednotlivá slova, ale s omezenější slovní zásobou než v nové práci.
Anumanchipalli spolu s neurochirurgem Edwardem Changem a bioinženýrem Joshem Chartierem studovali pět lidí, kterým byly v rámci léčby epilepsie dočasně implantovány elektrodové mřížky do mozku. Vzhledem k tomu, že tito lidé byli schopni mluvit sami, vědci byli schopni zaznamenat mozkovou aktivitu, když subjekty mluvily věty. Tým poté koreloval mozkové signály, které ovládají rty, jazyk, čelist a hrtan, se skutečnými pohyby vokálního traktu. To vědcům umožnilo vytvořit unikátní virtuální hlasový aparát pro každého člověka.
Vědci poté převedli pohyby virtuální hlasové schránky do zvuků. Použití této metody „zlepšilo řeč a učinilo ji přirozenější,“ říká Chartier. Asi 70 procent rekonstruovaných slov bylo srozumitelných pro posluchače, kteří byli požádáni o interpretaci syntetizované řeči. Například, když se subjekt pokusil říci: „Pořiďte si kaliko, aby se hlodavci nedostali,“ posluchač uslyšel: „Kocour kaliko, aby držel králíky pryč.“ Celkově některé zvuky zněly dobře, například "sh (sh)." Jiné, jako "buh" a "puh", zněly měkčeji.
Tato technologie závisí na znalosti toho, jak člověk používá vokální trakt. Ale mnoho lidí prostě nebude mít tyto informace a mozkovou aktivitu, protože v zásadě nemohou mluvit kvůli mozkové mrtvici, poškození hlasového traktu nebo Lou Gehrigově chorobě (kterou trpěl Stephen Hawking).
"Zdaleka největší překážkou je, jak se postavit dekodéru, když nemáte příklad řeči, pro kterou bude postaven," říká Mark Slutsky, neurovědec a neuroinženýr z Johns School of Medicine. Feinberg z Northwestern University v Chicagu.
V některých testech však vědci zjistili, že algoritmy používané k převodu pohybů virtuálních hlasových cest na zvuky byly dostatečně podobné od člověka k člověku, že je bylo možné znovu použít u různých lidí, možná dokonce i ti, kteří vůbec nejsou, mohou mluvit.
Sestavení univerzální mapy aktivity mozkových signálů v souladu s prací hlasového aparátu se ale v současnosti jeví jako dostatečně obtížný úkol na to, aby ji využili lidé, jejichž řečový aparát již delší dobu není aktivní.
Zdroj: 3dnews.ru