Стандфордският интерфейс “мозък-компютър“ директно разбира думите в главата – останалите устройства само четат активността
Американски откриватели от Станфордския университет показаха интерфейса мозък-компютър, кадърен да възпроизвежда мисловните думи в мозъка като действителна тирада.
За разлика от сходните предходни системи, които разпознават сигналите в мозъка, генерирани, когато човек приказва, новаторският интерфейс е кадърен да разпознава думите в главата на човек, даже в случай че той или тя мълчи.
В изследването вземат участие четирима души с тежка парализа, дължаща се на амиотрофична склероза и инсулт на мозъчния дънер. Единият от участниците може да отговори с „ да “ единствено като движи очите си нагоре, а „ не “ – като движи очите си от едната страна на другата.
Лекарите вградили микроскопични масиви от електроди в двигателната кора на мозъка на всеки участник. Тази област нормално управлява придвижванията, свързани с речта. Технологията е създадена от консорциума BrainGate BCI — многогодишно научно съдействие в проучванията на интерфейса мозък-компютър.
Тези електроди записват интензивността на мозъчната кора, която е виновна за речта и придвижването. Участниците получавали два типа задания: да се опитат да произнесат избрани думи на глас и да си ги показват.
Невронните мрежи са подготвени да разпознават и класифицират другите модели на мозъчна интензивност, свързани с фонеми — обособените звукови единици на речта. След това системата трансформира тези фонеми в цялостни думи и фрази в действително време.
Изследователите открили, че речта в главите на участниците основава по-слаб, само че въпреки всичко изразителен, неврален автограф спрямо изговорените думи. Системата за декодиране обаче е постигнала до 74% акуратност.
„ За първи път успяхме да разберем по какъв начин наподобява мозъчната интензивност, когато просто мислите за диалог. За хора с тежки говорни и двигателни увреждания, интерфейсите мозък-машина, които разпознават вътрешната тирада, биха могли да създадат връзката по-лесна и по-естествена “ — споделя водещият създател Ерин Кунц, невролог в Станфордския университет.
Както отбелязва старшият член на изследователския екип, научният помощник Франк Уилет от катедрата по неврохирургия в Станфордския университет, резултатите показват напредъка на системата в региона на възобновяване на речта при хора с физически увреждания и тежки болести. Уилет акцентира, че за хората с частична парализа опитът за говорене може да бъде уморителен и да докара до затруднено дишане и други проблеми. Декодирането на безшумна тирада непосредствено от мозъка може да отстрани тези дефекти.
Изследователите също по този начин открили, че в някои случаи системата разпознава думи, които не са част от тези, които участниците е трябвало да си показват, като да вземем за пример преброяване на цифри по време на образна задача. За да решат това, екипът е основал тип ментална обсада, при която декодерът остава неактивен, до момента в който не бъде задействан от мислена ключова дума. При тестванията фразата „ чити чити банг банг “ сполучливо блокира неволното декодиране в 98% от случаите.
Разработчиците от Станфордския университет са уверени, че в бъдеще устройствата ще разрешат на хората да поддържат връзка, употребявайки единствено мислите си. Езиковите BCI един ден ще могат да възстановят връзката толкоз свободна, естествена и комфортна, колкото говоримия език.
