Folk som har mistet evnen til å snakke med sin egen stemme har en tendens til å bruke ulike talesyntese. Moderne teknologier tilbyr mange løsninger på dette problemet: fra enkel tastaturinntasting til tekstinntasting ved hjelp av et blikk og en spesiell skjerm. Imidlertid er alle eksisterende løsninger ganske trege, og jo mer alvorlig en persons tilstand, desto lengre tid tar det for ham å skrive. Det er mulig at dette problemet snart vil bli løst ved hjelp av et nevralt grensesnitt, som er implementert i form av et spesielt implantat av elektroder installert direkte på hjernen, som gir maksimal nøyaktighet ved lesing av aktiviteten, som systemet deretter kan tolke til tale som vi kan forstå.
Forskere fra University of California, San Francisco, i deres 25. april beskrev de hvordan de klarte å gi uttrykk for en persons mentale tale ved hjelp av et implantat. Etter sigende var lyden unøyaktig noen steder, men setningene kunne reproduseres fullt ut, og viktigst av alt, forstås av lyttere utenfor. Dette krevde år med analyser og sammenligning av registrerte hjernesignaler, og teknologien er ennå ikke klar til bruk utenfor laboratoriet. Eksperimentet viste imidlertid at "ved å bruke bare hjernen kan du tyde og reprodusere tale," sier Gopala Anumanchipalli, en hjerne- og taleforsker.
"Teknologien beskrevet i den nye studien lover til slutt å gjenopprette folks evne til å snakke fritt," forklarer Frank Guenther, en nevroforsker ved Boston University. "Det er vanskelig å overdrive viktigheten av dette for alle disse menneskene... Det er utrolig isolerende og et mareritt å ikke være i stand til å kommunisere dine behov og bare samhandle med samfunnet."
Som allerede nevnt er eksisterende taleverktøy som er avhengige av å skrive ord ved hjelp av en eller annen metode kjedelige og produserer ofte ikke mer enn 10 ord per minutt. I tidligere studier hadde forskere allerede brukt hjernesignaler til å dekode små biter av tale, som vokaler eller individuelle ord, men med et mer begrenset ordforråd enn i det nye verket.
Anumanchipalli, sammen med nevrokirurg Edward Chang og bioingeniør Josh Chartier, studerte fem personer som fikk elektrodenett midlertidig implantert i hjernen som en del av en behandling for epilepsi. Fordi disse menneskene var i stand til å snakke på egenhånd, var forskerne i stand til å registrere hjerneaktivitet mens forsøkspersonene snakket setninger. Teamet korrelerte deretter hjernesignaler som kontrollerer leppene, tungen, kjeven og strupehodet med faktiske bevegelser i stemmekanalen. Dette gjorde det mulig for forskere å lage et unikt virtuelt stemmeapparat for hver person.
Forskerne oversatte deretter bevegelsene til den virtuelle stemmeboksen til lyder. Ved å bruke denne metoden "forbedret talen og gjorde den mer naturlig," sier Chartier. Omtrent 70 prosent av de rekonstruerte ordene var forståelige for lyttere som ble bedt om å tolke den syntetiserte talen. For eksempel, når en forsøksperson prøvde å si: "Få en calico-katt for å holde gnagerne unna," hørte lytteren: "Calico-katt for å holde kaninene unna." Totalt sett hørtes noen lyder bra ut, som "sh (sh)." Andre, som "buh" og "puh", hørtes mykere ut.
Denne teknologien avhenger av å vite hvordan en person bruker stemmekanalen. Men mange mennesker vil rett og slett ikke ha denne informasjonen og hjerneaktiviteten, siden de i prinsippet ikke kan snakke på grunn av hjerneslag, skade på stemmekanalen eller Lou Gehrigs sykdom (som Stephen Hawking led av).
"Det klart største hinderet er hvordan du går frem for å bygge en dekoder når du ikke har et eksempel på talen den skal bygges for," sier Mark Slutsky, en nevrovitenskapsmann og nevroingeniør ved Johns School of Medicine. Feinberg fra Northwestern University i Chicago.
Men i noen tester fant forskerne at algoritmene som ble brukt til å oversette virtuelle stemmebevegelser til lyder var like nok fra person til person til at de kunne gjenbrukes på tvers av forskjellige mennesker, kanskje til og med de som ikke er det i det hele tatt kan snakke.
Men for øyeblikket ser det ut som en tilstrekkelig vanskelig oppgave å kompilere et universelt kart over aktiviteten til hjernesignaler i samsvar med vokalapparatets arbeid for personer hvis taleapparat ikke har vært aktivt på lenge.
Kilde: 3dnews.ru