Människor som har förlorat förmågan att tala med sin egen röst tenderar att använda olika talsyntes. Modern teknik erbjuder många lösningar på detta problem: från enkel tangentbordsinmatning till textinmatning med en blick och en speciell display. Men alla befintliga lösningar är ganska långsamma, och ju svårare en persons tillstånd, desto längre tid tar det för honom att skriva. Det är möjligt att detta problem snart kommer att lösas med hjälp av ett neuralt gränssnitt, som implementeras i form av ett speciellt implantat av elektroder installerade direkt på hjärnan, vilket ger maximal noggrannhet vid avläsning av dess aktivitet, som systemet sedan kan tolka till tal att vi kan förstå.
Forskare från University of California, San Francisco, i deras den 25 april beskrev de hur de lyckades uttrycka en persons mentala tal med hjälp av ett implantat. Enligt uppgift var ljudet felaktigt på vissa ställen, men meningarna kunde återges fullt ut, och viktigast av allt, förstås av utomstående lyssnare. Detta krävde åratal av analys och jämförelse av inspelade hjärnsignaler, och tekniken är ännu inte klar för användning utanför laboratoriet. Experimentet visade dock att "med bara hjärnan kan du dechiffrera och återge tal", säger Gopala Anumanchipalli, en hjärn- och talforskare.
"Tekniken som beskrivs i den nya studien lovar att så småningom återställa människors förmåga att tala fritt", förklarar Frank Guenther, neuroforskare vid Boston University. "Det är svårt att överskatta vikten av detta för alla dessa människor... Det är otroligt isolerande och en mardröm att inte kunna kommunicera sina behov och bara interagera med samhället."
Som redan nämnts är befintliga talverktyg som bygger på att skriva ord med en eller annan metod tråkiga och producerar ofta inte mer än 10 ord per minut. I tidigare studier hade forskare redan använt hjärnsignaler för att avkoda små bitar av tal, som vokaler eller enskilda ord, men med ett mer begränsat ordförråd än i det nya arbetet.
Anumanchipalli, tillsammans med neurokirurgen Edward Chang och bioingenjören Josh Chartier, studerade fem personer som fick elektrodnät tillfälligt implanterade i sina hjärnor som en del av en behandling för epilepsi. Eftersom dessa människor kunde tala på egen hand kunde forskarna registrera hjärnaktivitet när försökspersonerna talade meningar. Teamet korrelerade sedan hjärnsignaler som styr läpparna, tungan, käken och struphuvudet med faktiska rörelser i röstkanalen. Detta gjorde det möjligt för forskare att skapa en unik virtuell röstapparat för varje person.
Forskarna översatte sedan den virtuella röstlådans rörelser till ljud. Att använda den här metoden "förbättrade talet och gjorde det mer naturligt", säger Chartier. Cirka 70 procent av de rekonstruerade orden var begripliga för lyssnare som ombads tolka det syntetiserade talet. Till exempel, när en försöksperson försökte säga, "Skaffa en kalikott för att hålla gnagarna borta," hörde lyssnaren, "Kalikokatten för att hålla kaninerna borta." Sammantaget lät vissa ljud bra, som "sh (sh)." Andra, som "buh" och "puh", lät mjukare.
Denna teknik är beroende av att veta hur en person använder röstkanalen. Men många människor kommer helt enkelt inte att ha den här informationen och hjärnaktiviteten, eftersom de i princip inte kan tala på grund av en hjärninfarkt, skador på röstkanalen eller Lou Gehrigs sjukdom (som Stephen Hawking led av).
"Det överlägset största hindret är hur du går tillväga för att bygga en avkodare när du inte har ett exempel på talet den kommer att byggas för", säger Mark Slutsky, neurovetare och neuroingenjör vid Johns School of Medicine. Feinberg från Northwestern University i Chicago.
Men i vissa tester fann forskarna att algoritmerna som användes för att översätta virtuella röströrelser till ljud var tillräckligt lika från person till person för att de skulle kunna återanvändas mellan olika människor, kanske till och med de som inte alls kan tala.
Men för närvarande ser det ut som en tillräckligt svår uppgift att sammanställa en universell karta över hjärnsignalernas aktivitet i enlighet med röstapparatens arbete för att använda den för personer vars talapparat inte har varit aktiv på länge.
Källa: 3dnews.ru