5 ноября, 2024

SolusNews.com

Последние новости

Парализованная женщина говорит через аватар благодаря мозговому имплантату

Парализованная женщина говорит через аватар благодаря мозговому имплантату

В 2005 году Энн Джонсон перенесла инсульт, в результате которого она была сильно парализована и не могла говорить. Ей было 30 лет.

В лучшем случае она могла издавать звуки типа «ох» и «ах», но ее мозг все еще посылал сигналы.

Теперь, через 18 лет после инсульта Джонсон, произошел научный прорыв: экспериментальная технология перевела сигналы ее мозга в слышимые слова, что позволило ей общаться через цифровой аватар.

Технология, разработанная исследователями из Калифорнийского университета в Сан-Франциско и Калифорнийского университета в Беркли, основана на имплантате, установленном на поверхности мозга Джонсона в областях, связанных с речью и языком.

Имплантат, который Джонсон получил во время операции в прошлом году, содержит 253 электрода, которые перехватывают сигналы мозга от тысяч нейронов. Во время операции врачи также установили в голове Джонсон порт, к которому был подключен кабель, по которому сигналы ее мозга передавались в компьютерный банк.

Компьютеры используют алгоритмы искусственного интеллекта для перевода сигналов мозга в предложения, произносимые цифровым анимированным персонажем. Поэтому, когда Джонсон попытался сказать что-то вроде: «Приятно видеть вас снова», аватар на соседнем экране произнес эти слова вслух.

Система кажется значительно более быстрой и точной, чем предыдущие технологии, которые пытались достичь аналогичных результатов, и она позволила Джонсону общаться, используя относительно расширенный словарный запас.

Исследователи использовали запись речи Джонсон на свадьбе, чтобы персонализировать голос аватара. Система также преобразовывала сигналы мозга Джонсона в движения лица аватара, такие как поджатые губы, и эмоциональные выражения, такие как печаль или удивление.

Результаты эксперимента Опубликовано в среду В журнале Природа.

Калифорнийский университет, Сан-Франциско, координатор клинических исследований Макс Догерти подключается к порту нейронных данных в Джонсонс-Хед в Эль-Серрито, Калифорния, 22 мая.Ной Бергер

Доктор Эдвард Чанг, автор исследования, который делал операцию Джонсону, сказал, что он «чрезвычайно счастлив» наблюдать, как она общается через аватар.

READ  Ракета SpaceX Falcon 9 запущена в рекордной 14-й миссии

«Нет ничего, что могло бы выразить удовлетворение от того, что нечто подобное действительно работает в реальном времени», — заявил на пресс-конференции Чанг, заведующий кафедрой нейрохирургии Калифорнийского университета в Сан-Франциско.

Технология преобразовала попытки Джонсона говорить со скоростью около 80 слов в минуту. Чжан сказал, что нормальный диапазон речи составляет от 150 до 200. Его средний показатель точности составлял около 75 процентов, когда Джонсон использовал словарный запас из 1024 слов.

В опросе комментариев Джонсон написала, что была взволнована, когда услышала, как аватар говорит голосом, похожим на ее собственный.

Она написала: «Первые семь лет после инсульта я пользовалась только доской для писем. Мой муж так устал вставать и переводить мне доску для писем».

Джонсон использует цифровую связь, подключенную к коре ее головного мозга, для связи с аватаром в Эль-Серрито, Калифорния, 22 мая.Ной Бергер

Она сказала, что ее главной целью во время учебы было стать консультантом и использовать технологии для общения с клиентами.

«Думаю, аватар сделает их более комфортными», — написала она.

Однако эта технология не является беспроводной, поэтому она еще не достаточно развита, чтобы ее можно было включить в повседневную жизнь Джонсона.

Два параллельных исследования показывают, как мозговые имплантаты могут обеспечить речь

И второе исследование тоже Опубликовано в среду в NatureТочно так же это помогло парализованной женщине общаться практически в реальном времени.

Пациент, Пэт Беннетт, страдает болезнью Лу Герига, или боковым амиотрофическим склерозом, неврологическим заболеванием, которое ослабляет мышцы. Беннетт все еще может передвигаться и одеваться, но она больше не может использовать мышцы рта и горла для произнесения слов.

Имплантировав два крошечных датчика в ее мозг, исследователи из Стэнфорда обучили компьютерную программу декодировать сигналы от отдельных клеток мозга и преобразовывать их в слова на экране компьютера. Как и в первом исследовании, датчики были подключены к компьютеру через кабель.

READ  Самый маленький из когда-либо обнаруженных видов клыкастых лягушек

Технология преобразовывала попытки речи Беннетт в слова со скоростью 62 слова в минуту и ​​имела точность около 91 процента, когда она использовала словарный запас из 50 слов. Но точность упала примерно до 76%, когда я использовал словарный запас в 125 000 слов, а это означает, что 1 из 4 слов было неправильным.

«В конце концов, технологии догонят и сделают их более доступными для людей, которые просто не могут говорить», — написал Беннетт в своем заявлении. «Для тех, кто не разговаривает, это означает, что они могут оставаться на связи с большим миром, возможно, продолжать работать и поддерживать дружеские и семейные отношения».

Связь мозг-компьютер еще не идеальна

Эксперименты с использованием электродов для считывания сигналов мозга датируются Конец 90-хНо в последние годы в области исследований достигнуты большие успехи.

В 2021 году команда Стэнфорда, проводившая эксперимент Беннета, использовала мозговые имплантаты и программное обеспечение искусственного интеллекта. Перевод сигналов мозга, связанных с почерком парализованного человека, в текст на экране компьютера. В том же году исследовательская группа Чжана из Калифорнийского университета в Сан-Франциско впервые продемонстрировала, что она может успешно переводить сигналы мозга сильно парализованного человека непосредственно в слова.

Но два новых эксперимента, описанные в журнале Nature, позволили установить гораздо более быстрые соединения, чем предыдущие попытки.

«Благодаря этим новым исследованиям теперь можно представить будущее, в котором мы сможем восстановить беглость разговорной речи парализованному человеку, дав ему возможность говорить то, что он хочет сказать, свободно и с достаточно высокой точностью, чтобы его можно было надежно понять», — ведущий автор исследования. книга. Фрэнсис Уиллетт, ученый из лаборатории нейронного протезирования Стэнфордского университета, заявил на пресс-конференции: «Стэнфордское исследование.

READ  Большое красное пятно Юпитера не только широкое, но и глубокое
Пэт Беннетт (внизу) принимает участие в исследовательской сессии.Стив Фиш

что редакционная статья Однако исследования, которые были опубликованы в среду, вместе с двумя исследованиями, подчеркивают несколько проблем, связанных с обеспечением широкой доступности этих технологий.

Во-первых, я заметил, что оба участника все еще могут в некоторой степени двигать мышцами лица и издавать звуки, поэтому неясно, как системы будут работать у людей без каких-либо остаточных движений. Во-вторых, я задавался вопросом, может ли эта технология использоваться кем-либо, кроме высококвалифицированных исследователей.

В редакционной статье говорится, что системы «остаются слишком сложными для того, чтобы лица, осуществляющие уход, могли работать дома без тщательного обучения и обслуживания».

Доктор Джимми Хендерсон, профессор нейрохирургии в Стэнфорде, проводивший операцию Беннетту, признал ограничения, но сказал, что есть много возможностей для дальнейшего улучшения прогрессирования.

«Я думаю, что имплантируемые и хирургические технологии будут существовать, по крайней мере, в обозримом будущем», — сказал Хендерсон.

Он сказал, что его долгосрочная цель — гарантировать, что люди с болезнью Лу Герига никогда не потеряют способность общаться.