מדענים הצליחו לשחזר דיבור נפשי באמצעות שתל במוח

אנשים שאיבדו את היכולת לדבר בקול שלהם נוטים להשתמש בסינתיסייזרים שונים של דיבור. טכנולוגיות מודרניות מציעות פתרונות רבים לבעיה זו: החל מקלט מקלדת פשוט ועד להזנת טקסט באמצעות מבט חטוף ותצוגה מיוחדת. עם זאת, כל הפתרונות הקיימים הם איטיים למדי, וככל שמצבו של אדם חמור יותר, לוקח לו זמן רב יותר להקליד. ייתכן שבעיה זו תיפתר בקרוב באמצעות ממשק עצבי, אשר מיושם בצורה של שתל מיוחד של אלקטרודות המותקנות ישירות על המוח, המעניק דיוק מרבי בקריאת הפעילות שלו, שאותו המערכת יכולה לפרש לאחר מכן למובנת נְאוּם.

חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה בסן פרנסיסקו מאמר למגזין Nature ב-25 באפריל, הם תיארו כיצד הצליחו להשמיע דיבור נפשי של אדם באמצעות שתל. על פי הדיווחים, הצליל לא היה מדויק במקומות מסוימים, אך ניתן היה לשחזר את המשפטים במלואם, והכי חשוב, מובנים על ידי מאזינים מבחוץ. זה דרש שנים של ניתוח והשוואה של אותות מוח מתועדים, והטכנולוגיה עדיין לא מוכנה לשימוש מחוץ למעבדה. עם זאת, הניסוי הראה ש"באמצעות המוח בלבד, אתה יכול לפענח ולשחזר דיבור", אומר גופאלה אנומנצ'יפאלי, מדען מוח ודיבור.

"הטכנולוגיה המתוארת במחקר החדש מבטיחה בסופו של דבר לשחזר את היכולת של אנשים לדבר בחופשיות", מסביר פרנק גינטר, מדען מוח מאוניברסיטת בוסטון. "קשה להפריז בחשיבות של זה עבור כל האנשים האלה... זה מבודד להפליא וסיוט לא להיות מסוגל לתקשר את הצרכים שלך ופשוט ליצור אינטראקציה עם הקהילה."

כפי שכבר ציינו, כלי דיבור קיימים המסתמכים על הקלדת מילים בשיטה כזו או אחרת הם מייגעים ולרוב מייצרים לא יותר מ-10 מילים בדקה. במחקרים קודמים, מדענים כבר השתמשו באותות מוחיים כדי לפענח נתחים קטנים של דיבור, כגון תנועות או מילים בודדות, אך עם אוצר מילים מוגבל יותר מאשר בעבודה החדשה.

אנומנצ'יפאלי, יחד עם הנוירוכירורג אדוארד צ'אנג והמהנדס הביו ג'וש צ'רטייר, חקרו חמישה אנשים שהושתלו להם רשתות אלקטרודות באופן זמני במוחם כחלק מטיפול באפילפסיה. מכיוון שאנשים אלו הצליחו לדבר בעצמם, החוקרים הצליחו לתעד פעילות מוחית בזמן שהנבדקים דיברו משפטים. לאחר מכן, הצוות קשר את אותות המוח השולטים על השפתיים, הלשון, הלסת והגרון עם תנועות בפועל של מערכת הקול. זה אפשר למדענים ליצור מכשיר קול וירטואלי ייחודי עבור כל אדם.

לאחר מכן תרגמו החוקרים את התנועות של תיבת הקול הוירטואלית לצלילים. השימוש בשיטה זו "שיפר את הדיבור והפך אותו לטבעי יותר", אומר צ'רטייר. כ-70 אחוז מהמילים המשוחזרות היו מובנות למאזינים שהתבקשו לפרש את הנאום המסונתז. לדוגמה, כאשר נבדק ניסה לומר, "תביאו חתול קליקו כדי להרחיק את המכרסמים", שמע המאזין, "חתול הקליקו כדי להרחיק את הארנבים." בסך הכל, כמה צלילים נשמעו טוב, כמו "ש (ש)." אחרים, כמו "בוה" ו"פוה", נשמעו רכים יותר.

טכנולוגיה זו תלויה בידיעה כיצד אדם משתמש במערכת הקול. אבל לאנשים רבים פשוט לא יהיה מידע זה ופעילות מוחית, מכיוון שהם, באופן עקרוני, אינם יכולים לדבר עקב שבץ מוחי, פגיעה במערכת הקול או מחלת לו גריג (שסטיבן הוקינג סבל ממנה).

"ללא ספק המכשול הגדול ביותר הוא איך אתה הולך לבנות מפענח כשאין לך דוגמה לנאום שהוא הולך להיבנות עבורו", אומר מארק סלוצקי, מדען מוח ומהנדס עצבים בבית הספר לרפואה של ג'ונס. פיינברג מאוניברסיטת נורת'ווסטרן בשיקגו.

עם זאת, בכמה בדיקות, החוקרים מצאו שהאלגוריתמים ששימשו לתרגום תנועות מערכת הקול הווירטואליים לצלילים היו דומים מספיק מאדם לאדם כדי שניתן יהיה לעשות בהם שימוש חוזר בין אנשים שונים, אולי אפילו אלה שאינם בכלל יכולים לדבר.

אבל כרגע, חיבור מפה אוניברסלית של פעילות האותות במוח בהתאם לעבודת המנגנון הקולי נראה כמו משימה קשה מספיק כדי להשתמש בה עבור אנשים שמנגנון הדיבור שלהם לא היה פעיל במשך זמן רב.

מקור: 3dnews.ru