Новый мозговой имплант поможет в общении
Время на прочтение: 2 минут(ы)
Мозговой имплант, преобразующий активность нейронов в слова, помог человеку, перенесшему инсульт с тяжелым параличом, общаться с окружающими.
Энн Джонсон была парализована и потеряла способность говорить после перенесенного в 2005 году инсульта, когда ей было 30 лет. Восемнадцать лет спустя она согласилась вживить себе экспериментальный тонкий мозговой имплантат для считывания данных с мозга, который подключается к компьютеру. Пока ученые не придумали коммерческого названия и прибор зовется «интерфейс мозг-компьютер» (BCI). Исследователи поместили имплантат в моторную кору, ту часть мозга, которая контролирует физические движения, и он отслеживал мозговые волны пациентки, когда она обдумывала слова, которые хотела сказать.
Как подробно описано в исследовании, опубликованном в журнале Nature Neuroscience, ученые использовали достижения в области искусственного интеллекта (ИИ), чтобы улучшить способность устройства быстро переводить мозговую активность в синтетическую речь — сегодня это происходит почти мгновенно.
Соавтор исследования Гопал Ануманчипалли, сотрудник Калифорнийского университета в Беркли:
Технология обеспечивает нейропротезам такую же способность к быстрому декодированию речи, как у таких устройств, как Alexa и Siri.
Нейропротезы — это устройства, которые могут помочь или заменить утраченные функции организма, подключаясь к нервной системе.
Используя аналогичный алгоритм, мы обнаружили, что можем декодировать нейронные данные и впервые обеспечить почти синхронную передачу голоса. В результате получается более натуралистичный и плавный синтез речи.
До этого исследовательская группа работала с Эн над созданием речи с использованием автоматизированного голоса и цифрового аватара. Старая система расшифровывала паттерны мозга с задержкой около восьми секунд и выдавала сразу готовое предложение.
Как Кристиан Херфф, специалист по компьютерной нейробиологии из Маастрихтского университета в Нидерландах (не принимал участия в исследовании):
Более старые BCI генерировали речь только после обработки целого предложения, что похоже на переписку в мессенджере. Сначала я пишу предложение полностью и только потом отправляю его адресату. Новая технология позволяет превратить общение в обычный разговор.
Усовершенствованное экспериментальное устройство может непрерывно распознавать слова по активности мозга и переводить их в речь в течение примерно трех секунд.
BCI теперь не ждет окончания предложения, а обрабатывает информацию на лету.
Чтобы обучить искусственный интеллект, исследователи попросили Джонсон произносить вслух фразы, которые появлялись на экране из списка в 1024 слов, например: “Привет, как дела?”
Система научилась интерпретировать результирующую активность мозга с непрерывным шагом в 80 миллисекунд, что Ануманчипалли назвал “потоковым подходом”. Искусственный интеллект также обучался на записях голоса Джонсон до ее инсульта, чтобы сделать её речь более живой и обычной.
Несмотря на явные улучшения, достигнутые в ходе предыдущих испытаний, и огромный скачок в эффективности по сравнению с существующей системой связи Джонсон, усовершенствованный BCI пока далек от полной естественности. По данным Nature News, имплант и ПО позволяют воспроизводить от 47 до 90 слов в минуту, в то время как люди обычно произносят 160 слов.
Эдвард Чанг, соавтор исследования и нейрохирург из Калифорнийского университета в Сан-Франциско:
Но… с увеличением количества датчиков, с большей точностью и улучшенной обработкой сигналов, скорость и качество будут становиться лучше.
Больше позитивных новостей по теме
Мозговой чип Neurolink помог играть в Counter-Strike 2
Источники:
https://www.nature.com/articles/s41593-025-01905-6.epdf
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK542188
https://www.nature.com/articles/d41586-025-01001-6
