Ερευνητές μετέτρεψαν σήματα λόγου του εγκεφάλου σε γραπτό κείμενο!
Νευροεπιστήμονες κατάφεραν να μετατρέψουν τα σήματα λόγου του εγκεφάλου σε γραπτές προτάσεις σε μία προσπάθεια που στοχεύει να μεταμορφώσει στο μέλλον τον τρόπο επικοινωνίας των ασθενών με σοβαρές αναπηρίες.
Είναι η πρώτη φορά που η πρόθεση ενός ανθρώπου να πει συγκεκριμένες λέξεις μπορούν να εξαχθούν από την εγκεφαλική δραστηριότητα και να μετατραπούν σε κείμενο τόσο γρήγορα ώστε να συμβαδίζουν με τη φυσική ροή μιας συζήτησης.
Στην τρέχουσα μορφή του, το λογισμικό ανάγνωσης του εγκεφάλου λειτουργεί μόνο για ορισμένες προτάσεις στις οποίες έχει εκπαιδευτεί, αλλά οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αποτελεί ένα βήμα προς ένα πιο ισχυρό σύστημα που μπορεί να αποκωδικοποιήσει σε πραγματικό χρόνο τις λέξεις που σκοπεύει να πει κάποιος.
Οι επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Φρανσίσκο ανέλαβαν την πρόκληση με την ελπίδα να δημιουργήσουν ένα προϊόν που επιτρέπει σε παράλυτους ανθρώπους να επικοινωνούν πιο άνετα σε σύγκριση με τις υπάρχουσες συσκευές που ελέγχουν τις κινήσεις των ματιών και τις συσπάσεις των μυών για να ελέγξουν ένα εικονικό πληκτρολόγιο.
«Μέχρι σήμερα δεν υπάρχει σύστημα προσθετικής ομιλίας που να επιτρέπει στους χρήστες να αλληλεπιδρούν στην ταχεία χρονική κλίμακα μιας ανθρώπινης συνομιλίας»,
δήλωσε ο Edward Chang, νευροχειρουργός και επικεφαλής ερευνητής στη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature.
Το πρότζεκτ, που χρηματοδοτήθηκε από το Facebook, κατέστη δυνατό χάρη σε τρεις ασθενείς με επιληψία που επρόκειτο να κάνουν νευροχειρουργική επέμβαση για την κατάστασή τους.
Πριν από την επέμβαση, στους τρεις ασθενείς είχαν τοποθετηθεί απευθείας στον εγκέφαλο μικροσκοπικά ηλεκτρόδια για τουλάχιστον μία εβδομάδα για να χαρτογραφήσουν την προέλευση των επιληπτικών τους κρίσεων.
Κατά τη διάρκεια της παραμονής τους στο νοσοκομείο, οι ασθενείς, οι οποίοι μπορούσαν να μιλήσουν κανονικά, συμφώνησαν να συμμετάσχουν στην έρευνα του Edward Chang.
Ο Chang χρησιμοποίησε τα ηλεκτρόδια για να καταγράψει τη δραστηριότητα του εγκεφάλου, ενώ κάθε ασθενής κλήθηκε να απαντήσει σε 9 ερωτήσεις και να διαβάσει δυνατά μια λίστα από 24 πιθανές απαντήσεις.
Με τις καταγραφές στο χέρι, ο Chang κι η ομάδα του δημιούργησαν μοντέλα υπολογιστών που έμαθαν να ταιριάζουν με τα συγκεκριμένα πρότυπα της εγκεφαλικής δραστηριότητας στις ερωτήσεις που άκουγαν οι ασθενείς και στις απαντήσεις που διάβαζαν.
Μόλις τελείωσε η εκπαίδευση του λογισμικού, το σύστημα μπορούσε να εντοπίσει σχεδόν άμεσα, και μόνο από τα σήματα του εγκεφάλου, ποιά ερώτηση άκουσε ένας ασθενής και ποια απάντηση έδωσε, με ακρίβεια 76% και 61% αντίστοιχα.
«Αυτή είναι η πρώτη φορά που χρησιμοποιείται αυτή η μέθοδος για τον εντοπισμό ομιλούμενων λέξεων και φράσεων»,
δήλωσε ο David Moses, ερευνητής της ομάδας και συνέχισε:
«Είναι σημαντικό να έχουμε κατά νου ότι επιτύχαμε αυτό χρησιμοποιώντας ένα πολύ περιορισμένο λεξιλόγιο, αλλά σε μελλοντικές μελέτες ελπίζουμε να αυξήσουμε την ευελιξία καθώς και την ακρίβεια του τι μπορούμε να μεταφράσουμε».
Αν και υποτυπώδες, το σύστημα επέτρεψε στους ασθενείς να απαντούν σε ερωτήσεις σχετικά με τη μουσική που τους άρεσε, πόσο καλά αισθάνονταν, αν το δωμάτιο τους ήταν ζεστό ή κρύο, φωτεινό ή σκοτεινό, και πότε θα ήθελαν να επανεξεταστούν.
Παρά την σημαντική ανακάλυψη, υπάρχουν πολλά εμπόδια μπροστά.
Μια πρόκληση είναι να βελτιωθεί το λογισμικό, ώστε να μπορεί να μεταφράζει τα σήματα του εγκεφάλου σε μεγαλύτερη ποικιλία λέξεων, αμέσως.
Αυτό θα απαιτήσει αλγόριθμους εκπαιδευμένους σε ένα πολύ μεγάλο αριθμό λέξεων και αντίστοιχων δεδομένων από σήματα ομιλίας του εγκεφάλου, τα οποία βέβαια μπορεί να διαφέρουν από ασθενή σε ασθενή.
Ένας άλλος στόχος είναι το διάβασμα «σκεπτόμενου λόγου» ή προτάσεων μέσα στο εγκέφαλο.
Προς το παρόν, το σύστημα ανιχνεύει τα σήματα του εγκεφάλου που αποστέλλονται για να μετακινήσουν τα χείλη, τη γλώσσα, τη γνάθο και τον λάρυγγα – με άλλα λόγια, τον μηχανισμό της ομιλίας.
Ωστόσο, για ορισμένους ασθενείς με τραυματισμούς ή νευροεκφυλιστικές νόσους, αυτά τα σήματα μπορεί να μην επαρκούν και θα χρειαστούν πιο εξελιγμένοι τρόποι ανάγνωσης προτάσεων στον εγκέφαλο.
Καθώς η προσπάθεια βρισκόταν στα αρχικά στάδια, ο Winston Chiong, νευροηθικολόγος της UCSF, ο οποίος δεν συμμετείχε στην τελευταία μελέτη, δήλωσε ότι είναι σημαντικό να συζητηθούν ηθικά προβλήματα που θα μπορούσαν να προκύψουν στο μέλλον από την εφαρμογή τέτοιων συστημάτων.
«θα μπορούσε μια «νευροπροσθετική ομιλία» να αποκαλύψει ακούσια τις πιο κρυφές σκέψεις των ανθρώπων;»
Ο Chang απάντησε ότι η αποκωδικοποίηση όσων προσπαθούσε ανοιχτά να πει κάποιος ήταν αρκετά δύσκολη και πως η εξαγωγή των εσωτερικών σκέψεών τους ήταν σχεδόν αδύνατη., δηλώνοντας χαρακτηριστικά:
«Δεν έχω κανένα ενδιαφέρον να αναπτύξω μια τεχνολογία για να μάθω τι σκέφτονται οι άνθρωποι, ακόμα κι αν ήταν δυνατόν.
Αλλά αν κάποιος θέλει να επικοινωνήσει και δεν μπορεί, νομίζω ότι έχουμε την ευθύνη ως επιστήμονες και ιατροί να αποκαταστήσουμε αυτή την θεμελιώδη ανθρώπινη ικανότητα».
Πηγή: The Guardian
