Человек с БАС снова заговорил благодаря ИИ

Помочь людям с БАС вернуться к беглой и естественной речи: эта цель достигнута новым интерфейсом человек-машина BrainGate2, созданным исследовательской группой Калифорнийского университета в Дэвисе. На практике это микроэлектроды, имплантированные в мозг, которые позволили человеку вернуться к беглой речи, переводя сигналы его мозга практически в реальном времени. Метод использует искусственный интеллект для выявления корреляций между написанными словами и сигналами нейронов.

Исследование, координируемое Сергеем Стависким , опубликовано в журнале Nature .

Устройство было разработано и испытано на данный момент на одном пациенте, 45-летнем мужчине Кейси Харрелле, страдающем боковым амиотрофическим склерозом, которому в мозг были имплантированы 4 электрода. Из-за болезни Харрелл очень плохо говорил.

Затем мужчину попросили попытаться произнести предложения, которые появлялись на экране, а электрические сигналы, вырабатываемые его мозгом, использовались для обучения ИИ, который определял корреляции между написанными словами и сигналами от нейронов. Затем данные были преобразованы в слова.

Харрелл использовал систему как в подсказываемых, так и в спонтанных разговорных ситуациях. В обоих случаях декодирование речи происходило в реальном времени, а система постоянно обновлялась для поддержания точности. Декодированные слова отображались на экране. Невероятно, но затем они были прочитаны голосом, который звучал точно так же, как у Харрелла до того, как у него появился БАС.

Изучение

Таким образом, пациент перешел от понимания всего 4% сказанных слов к пониманию 60% благодаря синтезированному голосу, и даже к способности петь простые мелодии. «Результаты этого исследования, — сказал Дэвид Брандман , один из авторов исследования, — дают надежду тем, кто хотел бы говорить, но не может». В то же время, однако, подчеркивают сами исследователи, проделанная работа все еще слишком ограничена, на одном пациенте, чтобы иметь возможность быстро прийти к технологии, доступной в больших масштабах.

Огромный словарный запас

Система отличается своей скоростью. В первом сеансе потребовалось 30 минут, чтобы достичь точности 99,6% при словарном запасе в 50 слов. Во втором сеансе словарный запас достиг 125 000 слов. Всего за 1,4 часа дополнительного обучения система достигла точности 90,2%, увеличившись до 97,5%. «Когда мы впервые попробовали систему, она плакала от радости, когда на экране появлялись слова, которые пациент с БАС пытался правильно произнести», — объяснил Стависки.

Интерфейсы мозг-компьютер давно изучаются на пациентах с БАС или инсультом, и прогресс идет быстро, хотя все еще привязан к экспериментальным исследованиям. ИИ теперь вносит большой вклад в процесс перевода мозговой активности в реальную речь в реальном времени. В этом случае алгоритмы системы обучались на данных, собранных, когда участника просили попытаться произнести предложения, показанные на экране компьютера.