Новый мозговой имплантат позволит людям говорить, просто думая слова

Впервые ученые создали мозговой имплантат, который может «слышать» и озвучивать слова, которые человек только представляет себе в голове. Новое исследование было опубликовано в журнале Cell.

Устройство, разработанное в Стэнфордском университете в Калифорнии, может помочь людям с тяжелым параличом легче общаться, даже если они не могут пошевелить ртом, чтобы попытаться заговорить.

«Впервые нам удалось понять, как выглядит активность мозга, когда вы просто думаете о разговоре», — объясняет ведущий автор исследования Эрин Кунц. «Для людей с тяжелыми нарушениями речи и моторики интерфейсы мозг-компьютер [ИМК], способные декодировать внутреннюю речь, могут помочь им общаться гораздо легче и естественнее».

Четыре человека с параличом, вызванным боковым амиотрофическим склерозом (БАС) или инсультом ствола мозга, согласились принять участие в исследовании. Один из участников мог общаться только движением глаз вверх и вниз для ответа «да» и из стороны в сторону для ответа «нет».

Электродные решетки интерфейса «мозг-компьютер» (ИМК) BrainGate были имплантированы в область мозга, отвечающую за речь, называемую двигательной корой.

Затем участников попросили попытаться произнести или представить себе определенные слова.

Устройство улавливало мозговую активность, связанную с фонемами — небольшими единицами, составляющими речевые паттерны, а программное обеспечение искусственного интеллекта (ИИ) объединяло их в предложения.

Исследование показало, что воображаемые речевые сигналы были слабее, чем речевые попытки, но все же достаточно точными для достижения 74% распознавания в режиме реального времени.

«Будущие системы смогут восстановить беглую, быструю и комфортную речь только посредством внутренней речи» с помощью более совершенных имплантатов и программного обеспечения для декодирования», - сказал соавтор исследования Фрэнк Уиллетт. «У людей с параличом попытки говорить могут быть медленными и утомительными, а если паралич частичный, могут возникать отвлекающие звуки и трудности с контролем дыхания».

Команда также учла вопросы конфиденциальности. В одном удивительном исследовании BCI иногда распознавал слова, которые участникам не было сказано представлять, — например, числа, которые они считали про себя.

Для защиты конфиденциальности исследователи создали систему паролей, которая блокирует декодирование устройства до тех пор, пока пользователь не разблокирует его. В ходе исследования фраза «chitty chitty bang bang» в 98% случаев срабатывала и предотвращала непреднамеренное декодирование.

«Эта работа дает реальную надежду на то, что речевые нейрокомпьютерные интерфейсы однажды смогут восстановить общение, которое будет таким же беглым, естественным и комфортным, как разговорная речь», — резюмировал Уиллетт.