O femeie cu paralizie a reușit să comunice prin utilizarea unui avatar digital.
Această inovație recentă se bazează pe electrozi mici plasați pe suprafața creierului și demonstrează o viteză mai mare decât tehnologiile tradiționale care folosesc urmărirea ochilor pentru a transforma semnalele cerebrale în limbaj și expresii faciale, conform informațiilor prezentate de The Guardian.
Succesul acestui experiment alimentează speranța că interfețele creier-computer (BCI) ar putea fi pe cale să revoluționeze existența persoanelor care au pierdut abilitatea vorbirii din cauza condițiilor precum accidentele vasculare cerebrale sau scleroza laterală amiotrofică (ALS). Până în prezent, pacienții au trebuit să se descurce cu sintetizatoare de vorbire încetinitoare, care necesitau formarea cuvintelor prin urmărirea ochilor sau prin mici mișcări ale feței, ceea ce împiedica conversațiile naturale.
Metoda tehnologică curentă implică inserarea de electrozi mici în suprafața creierului. Acești electrozi mici sunt plasați pe creier pentru a detecta activitatea din regiunea responsabilă de vorbire și expresiile faciale. Aceste semnale sunt direct traduse în discursul și expresiile faciale ale unui avatar digital, reprezentând inclusiv zâmbete, încruntări sau expresii de surpriză.
„Scopul nostru este de a restabili un mod complet, întruchipat de comunicare, care este într-adevăr cel mai natural mod de a vorbi cu ceilalți. Aceste progrese ne aduc mult mai aproape de a face din aceasta o soluție reală pentru pacienți.”, a spus profesorul Edward Chang, care a condus lucrările la Universitatea din California, San Francisco (UCSF).
Ann, pacienta în vârstă de 47 de ani, a fost puternic afectată de o paralizie severă în urma unui accident vascular cerebral survenit acum 18 ani. Capacitatea ei de a vorbi sau a tasta este limitată, iar metoda ei obișnuită de comunicare se bazează pe tehnologia de urmărire a mișcărilor. Aceasta îi permite să selecteze litere treptat, cu o viteză de până la 14 cuvinte pe minut. Ea speranța că tehnologia avatarului digital ar putea să-i ofere posibilitatea de a lucra în viitor ca și consilier.
Folosind o înregistrare vocală de la nunta sa, avatarul digital a reușit să imite vocea femeii. Echipa de cercetători a implementat o structură subțire, asemănătoare hârtiei, pe suprafața creierului lui Ann. Această structură a inclus 253 de electrozi, plasați într-o regiune esențială pentru procesul de vorbire. Electrozii au capturat semnalele emise de creier, semnale care, în absența accidentului vascular cerebral, ar fi coordonat mușchii din limbă, maxilar, laringe și față.
După implantare, Ann a colaborat cu echipa pentru a antrena algoritmul sistemului de inteligență artificială (AI) în detectarea semnalelor unice ale creierului asociate diferitelor sunete. Acest lucru a fost realizat prin repetarea unor fraze variate. Cu ajutorul acestor date, calculatorul a învățat să recunoască 39 de sunete distincte. Apoi, utilizând un model de limbaj similar cu ChatGPT, semnalele au fost transformate în propoziții coerente. Aceste propoziții au controlat apoi un avatar digital, care a redat vocea personalizată a lui Ann dinaintea accidentului, bazându-se pe o înregistrare vocală de la nunta ei.
Performanța tehnologiei nu a fost perfectă, cu aproximativ 28% din cuvinte decodate incorect într-un test cu peste 500 de fraze. Acest sistem a generat în jur de 78 de cuvinte pe minut, comparativ cu ritmul obișnuit de vorbire al lui Ann, între 110 și 150 de cuvinte pe minut într-o conversație obișnuită. Cu toate acestea, cercetătorii consideră că avansurile recente în ceea ce privește precizia, viteza și complexitatea sugerează că tehnologia a ajuns la un stadiu în care devine practic utilă pentru pacienți.
Profesorul Nick Ramsey, un neurolog de la Universitatea din Utrecht din Olanda, care nu a fost implicat în acest studiu, a subliniat: „Acesta este un salt de la rezultatele anterioare. Suntem într-un punct de cotitură.”
Etapa următoare esențială este dezvoltarea unei versiuni wireless a interfeței creier-computer (BCI), care să poată fi implantată sub calota craniană.
„Să oferi oamenilor abilitatea de a-și controla liber propriile computere și telefoane cu această tehnologie ar avea efecte profunde asupra independenței și interacțiunilor sociale.", a menționat David Moses, profesor asistent în chirurgie neurologică la UCSF și coautor al cercetării. Rezultatele acestei descoperiri au fost publicate în revista Nature.
