I et forsøg på at hjælpe mennesker, der ikke kan tale, har neurovidenskabsfolk udviklet en enhed, der kan konvertere hjernesignaler til tale. Denne teknologi er endnu ikke tilstrækkeligt udviklet til brug uden for laboratoriet, skønt den kan bruges til at syntetisere hele sætninger, der for det meste forstås, skriver "Nature".
I et forsøg på at hjælpe mennesker, der ikke kan tale, har neurovidenskabsfolk udviklet en enhed, der kan konvertere hjernesignaler til tale.
Denne teknologi er endnu ikke moden til brug uden for laboratoriet, skønt den kan bruges til at syntetisere hele sætninger, der generelt forstås. Oprettelsen af tale dekoderen præsenterede sin beskrivelse i en artikel offentliggjort i tidsskriftet Nature den 24. april.
Forskere har tidligere brugt kunstig intelligens til at oversætte hjernesignaler til enkeltord, for det meste bestående af en stavelse, siger Chethan Pandarinath, en neuroingeniør ved Emory University i Atlanta, Georgien, som skrev en kommentar til artiklen.”At springe fra en stavelse til sætninger er teknisk udfordrende, og til dels er det derfor, at arbejdet er så imponerende,” siger han.
Konverter bevægelse til lyd
Mange mennesker, der har mistet evnen til at tale, kommunikerer ved hjælp af en enhed, der kræver, at de foretager små bevægelser for at bruge markøren til at vælge bogstaver eller ord på skærmen. Et berømt eksempel var den britiske fysiker Stephen Hawking, der havde motorneuronsygdom. Han brugte en taleenhed aktiveret med musklerne i kinden, sagde studieleder Edward Chang, en neurokirurg ved University of California, San Francisco.
Da folk, der bruger sådanne enheder, skal indtaste ord bogstav for bogstav, kan disse enheder være meget langsomme, “taler” op til ti ord pr. Minut, siger Chang. Naturlig tale involverer gennemsnitligt 150 ord pr. Minut.”Dette skyldes effektiviteten af stemmekanalen,” siger han. Og derfor besluttede Chang og hans team at simulere stemmesystemet, når de byggede deres tale dekoder.
Salgsfremmende video:
Forskerne arbejdede med fem mennesker, der blev implanteret med elektroder på overfladen af hjernen i behandlingen af epilepsi. Først, når deltagerne i eksperimentet læste hundreder af sætninger højt, registrerede forskere hjernens aktivitet. Chang og kolleger kombinerede derefter disse optagelser med data fra tidligere eksperimenter, der så på, hvordan bevægelser af tungen, læberne, kæben og strubehovedet producerer lyd.
Ved hjælp af disse data "trænede" forskere en dyb læringsalgoritme og inkluderede derefter dette program i deres dekoder. Enheden konverterer signalerne fra hjernen til de specificerede bevægelser i stemmekanalen og konverterer disse bevægelser til syntetisk tale. Folk, der lyttede til de 101 syntetiserede sætninger, var i stand til at forstå et gennemsnit på 70% af ordene, siger Chang.
I et andet eksperiment bad forskere en af deltagerne om at læse sætninger højt og derefter slå de samme sætninger med munden. De sætninger, der er syntetiseret i dette tilfælde, var af dårligere kvalitet end dem, der blev syntetiseret fra den”talte” tale, siger Chang, men resultaterne er stadig opmuntrende.
At forstå syntetiseret tale er et spørgsmål om fremtiden
Tal, der er syntetiseret ved at konvertere hjernesignaler til stemmebevægelser og oversætte dem til lyd, er lettere at forstå end tale, som syntetiseres ved at konvertere hjernesignaler direkte til lyd, siger Stephanie Riès, en neurovidenskabsmand ved San Diego State University. i Californien.
Men det er uklart, om den nye tale dekoder vil arbejde med ord, som folk kun "taler" i deres sind, siger Amy Orsborne, en neuroingeniør ved University of Washington i Seattle.”Artiklen viser virkelig godt, at enheden fungerer med efterlignende tale,” siger hun. "Men hvordan fungerer det, hvis personen ikke bevæger sine læber?"
Marc Slutzky, en neurovidenskabsmand ved Northwestern University i Chicago, Illinois, er enig og siger, at tale dekoderen kan være mere effektiv. Han bemærker, at lyttere identificerede syntetiseret tale ved at vælge ord fra et sæt valg, men efterhånden som antallet af valg steg, blev det vanskeligere at forstå ordene.
Denne undersøgelse "er et virkelig vigtigt trin, men der er stadig meget, der skal gøres, før syntetiseret tale let kan forstås," siger Slutsky.
Georgia Guglielmi (Giorgia Guglielmi)