Zariadenie prevádza myšlienky na reč v reálnom čase.
Mozgový implantát prevádza myšlienky na reč v reálnom čase. Zdroj: iStock/Victor Golmer
Vedci vyvinuli implantát, ktorý mužovi s ťažkou rečovou poruchou pomáha expresívne hovoriť a spievať. Ide o mozgový implantát, ktorý takmer okamžite prevádza jeho nervovú aktivitu na slová. Zariadenie prenáša zmeny tónu, keď sa pýta otázky, zdôrazňuje slová podľa jeho výberu a umožňuje mu meniť tón hlasu v troch výškach. Na tento inovatívny objav upozornil portál Nature.
Systém známy ako BCI (brain–computer interface, teda mozgovo-počítačové rozhranie) využíva umelú inteligenciu na dekódovanie elektrickej aktivity mozgu účastníka, ktorý sa pokúša hovoriť. Zariadenie je prvé, ktoré dokáže reprodukovať nielen zamýšľané slová človeka, ale aj vlastnosti prirodzenej reči, akými sú tón, výška hlasu a dôraz, ktoré pomáhajú vyjadriť význam a emócie.
Syntetický hlas napodobňoval celé vety
Ako uvádzajú autori štúdie, vedci vytvorili syntetický hlas, ktorý napodobňoval hlas účastníka, vyslovil jeho slová v priebehu desiatich milisekúnd od nervovej aktivity, ktorá signalizovala jeho zámer hovoriť. Systém predstavuje výrazné zlepšenie v porovnaní s predchádzajúcimi modelmi BCI, ktoré vysielali reč do troch sekúnd alebo ju produkovali až po tom, ako používatelia dokončili napodobňovanie celej vety.
Účastník štúdie, ktorým bol 45-ročný muž, stratil schopnosť zreteľne hovoriť po tom, ako sa u neho vyvinula amyotrofická laterálna skleróza, forma ochorenia motorického neurónu, ktorá poškodzuje nervy ovládajúce pohyby svalov vrátane tých, ktoré sú potrebné na reč. Hoci dokázal vydávať zvuky a vyslovovať slová, jeho reč bola pomalá a nejasná.
Päť rokov po tom, ako sa u neho začali prejavovať príznaky ochorenia, podstúpil operáciu, pri ktorej mu do oblasti mozgu ovládajúcej pohyb vložili 256 kremíkových elektród s dĺžkou 1,5 mm. Spoluautorka štúdie Maitreyee Wairagkarová, neurologička z Kalifornskej univerzity v Davise, a jej kolegovia vycvičili algoritmy hlbokého učenia, aby zachytili signály v jeho mozgu každých 10 milisekúnd. Ich systém dekóduje v reálnom čase zvuky, ktoré sa muž pokúša vydať, a nie jeho zamýšľané slová alebo jednotlivé fonémy, teda čiastkové jednotky reči, ktoré tvoria hovorené slová.
Systém dekóduje v reálnom čase zvuky, ktoré sa muž pokúša vydať, a nie jeho zamýšľané slová alebo jednotlivé fonémy, teda čiastkové jednotky reči, ktoré tvoria hovorené slová.
Odborníci tiež prispôsobili syntetický hlas tak, aby znel ako mužov vlastný, a to trénovaním algoritmov umelej inteligencie na nahrávkach rozhovorov, ktoré si spravil ešte pred samotným ochorením. Tím požiadal účastníka, aby sa pokúšal vyslovovať citoslovcia ako „ach“, „och“ a „hm“ a hovoril vymyslené slová. Prístroj tieto zvuky úspešne vyprodukoval, čím ukázal, že dokáže generovať reč bez toho, že by potreboval pevnú slovnú zásobu.
Pomocou zariadenia účastník hláskoval slová, odpovedal na otvorené otázky a povedal, čo chcel, pričom použil niektoré slová, ktoré neboli súčasťou tréningových údajov dekodéra. Výskumníkom povedal, že tento syntetický hlas, ktorý produkuje jeho reč, v ňom vyvoláva pocit šťastia a že má pocit, akoby išlo o jeho skutočný hlas.
V iných experimentoch BCI identifikoval, či sa účastník pokúša povedať vetu ako otázku alebo ako tvrdenie. Systém tiež dokázal určiť, kedy v tej istej vete zdôraznil rôzne slová, a podľa toho vedel upraviť tón jeho syntetického hlasu. Predchádzajúce podobné systémy dokázali vytvoriť len monotónnu reč.
Zdroj: Nature
(RR)
