فراهم شدن امکان گفتگوی لحظه‌ای برای مردی فلج با یک فناوری جدید
ارتباط فردا: یک سیستم رابط مغز و رایانه(BCI) به سرعت سیگنال‌های مغزی یک مرد فلج را به گفتار شنیداری تبدیل کرد.
به نقل از آی‌ای، یک سیستم رابط مغز و رایانه جدید (BCI) به بیماری مبتلا به اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) اجازه داده است تا به صورت در لحظه با خانواده‌اش صحبت کند.
ALS یک بیماری عصبی است که به سلول‌های عصبی مغز و نخاع آسیب می‌رساند و منجر به از دست دادن کنترل عضلات می‌شود.
به گفته توسعه‌دهندگان آن در دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، این رابط مغز و رایانه جدید تحقیقاتی با هدف تسهیل گفتگوی سریع‌تر و طبیعی‌تر طراحی شده است.
دیوید برندمن (David Brandman)، مدیر مشترک آزمایشگاه نوروپروتز دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، می‌گوید: صدای ما بخشی از چیزی است که ما را به آنچه هستیم تبدیل می‌کند. از دست دادن توانایی صحبت کردن برای افرادی که با بیماری‌های عصبی زندگی میکنند، ویرانگر است.
نتایج این تحقیق برای افرادی که می‌خواهند صحبت کنند اما نمی‌توانند، امیدبخش است. ما نشان دادیم که چگونه یک مرد فلج توانسته با یک نسخه سنتز شده از صدای خود صحبت کند. این نوع فناوری می‌تواند برای افراد مبتلا به فلج، متحول‌کننده باشد. برندمن که جراح مغز و اعصاب نیز هست، جراحی کاشت را روی یکی از شرکت‌کنندگان انجام داد.
سنتز صدا
نوروپروستزهای گفتاری فعلی که فعالیت مغز را به گفتار تبدیل میکنند، به دلیل سرعت تبدیل پایین خود با محدودیت‌هایی روبرو هستند. اغلب چند ثانیه طول می‌کشد تا سیگنال‌های مغزی قابل شنیدن شوند.
این تأخیر مانع برقراری مکالمه طبیعی می‌شود.
سرگی استاویسکی (Sergey Stavisky)، نویسنده ارشد و استادیار بخش جراحی مغز و اعصاب دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، می‌گوید: این سنتز صدا در لحظه بیشتر شبیه یک تماس صوتی است. با سنتز صدای آنی، کاربران می‌توانند بیشتر در یک مکالمه حضور پیدا کنند. به عنوان مثال، آنها می‌توانند صحبت را قطع کنند و احتمال اینکه افراد به طور تصادفی آنها را قطع کنند، کمتر است.
این دستگاه سیگنال‌های مغزی را با دقت قابل توجهی رمزگشایی می‌کند. این شامل کاشت آرایه‌های میکروالکترود کوچکی است که از طریق جراحی در ناحیه تولید گفتار مغز قرار می‌گیرد.
۲۵۶ الکترود فعالیت صدها نورون را ثبت میکنند و این سیگنال‌ها را به رایانه‌هایی منتقل میکنند که سپس صدا را تفسیر و بازسازی میکنند.
کاهش تاخیر
محققان یک مرد ۴۵ ساله را در آزمایش بالینی، شرکت دادند.
برای آموزش سیستم، محققان جملاتی را روی صفحه نمایش به شرکت‌کننده ارائه دادند. به او دستور داده شد که سعی کند این جملات را با صدای بلند بگوید. برخی از این جملات لحن خاصی داشتند مثلا به عنوان سؤال مطرح می‌شدند.
رابط‌های مغز و رایانه به سرعت سیگنال‌های مغزی مرد را به گفتار قابل شنیدن ترجمه کرد. سرعت این فناوری شگفت‌انگیز است. تنها یک چهلم ثانیه تاخیر دارد که مشابه نحوه شنیدن صدای خودمان است. این به معنای مکالمه واقعی و خودجوش است. او حتی توانست با خواندن ملودی‌های اولیه، زیر و بمی صدای خود را تنظیم کند.
محققان خاطرنشان کردند که صدای سنتز شده توسط رابط‌های مغز و رایانه تا حد زیادی قابل فهم بود و شنوندگان تقریبا ۶۰ درصد از کلمات را به درستی تشخیص دادند.
الگوریتم‌های پیشرفته هوش مصنوعی کلید این تولید گفتار در لحظه هستند. این الگوریتم‌ها با تطبیق الگوهای ارتباط عصبی شرکت‌کننده با صداهای گفتاری که او قصد تولید آنها را داشت، آموزش داده شدند.
نویسنده اول و دانشمند پروژه، می‌گوید: مانع اصلی سنتز صدا در لحظه، عدم اطلاع دقیق از زمان و نحوه تلاش فرد مبتلا به از دست دادن گفتار برای صحبت کردن بود.
الگوریتم‌های ما فعالیت عصبی را در هر لحظه از زمان به صداهای مورد نظر نگاشت میکنند. این امر امکان سنتز ظرافت‌های گفتار را فراهم می‌کند و به شرکت‌کننده کنترل بر ریتم صدای خود را می‌دهد.
محققان تاکید میکنند که پروتزهای عصبی مغز به صدا هنوز در مراحل اولیه هستند. مراحل بعدی شامل تکرار این نتایج باورنکردنی با شرکت‌کنندگان بیشتر، از جمله افرادی است که به دلایل دیگری مانند سکته مغزی، دچار از دست دادن توانایی گفتار شده‌اند.
انتهای پیام
