Rodon - knihovna, umění, hudba, fotogalerieVzrůst mravnosti a morálky je nezbytnou podmínkou rozvoje společnosti.

Inženýři z institutu zabývající se výzkumem vyšší nervové aktivity byli schopni vytvořit systém, který překládá myšlenky do srozumitelné a rozpoznatelné řeči. Tím, že kontroluje něčí mozek, přeměňuje technologie myšlenky na slova.

Tento vědecký průlom, znásobený možnostmi počítačů a syntezátory řeči, otevírá novou éru v interakci mezi počítačem a mozkem. Samozřejmě také otevírá nové příležitosti pro lidi, kteří z různých důvodů ztratili možnost mluvit.

„Naše hlasy pomáhají udržovat kontakt s našimi přáteli, s rodinou a se světem kolem nás, a proto je ztráta hlasových schopností kvůli zranění nebo nemoci pro jedince často destruktivní. S dnešními znalostmi ovšem máme potenciální způsob, jak tuto schopnost znovu získat. Prokázali jsme, že se správnou technologií mohou lidské myšlenky rozluštit a rozumět jim i ostatní posluchači,“ říká doktor Nima Mesgarani, jeden z autorů studie, kterou vypracovali v Institutu Mortimera B. Zuckermana pro duševní chování na Kolumbijské univerzitě.

Desetiletí výzkumu ukázaly, že když lidé říkají, nebo dokonce si představují, že vyslovují slova, objevují se v jejich mozcích charakteristické vzorce činnosti. Jasný a rozpoznatelný vzorec signálu také vzniká, když posloucháme někoho, kdo mluví, nebo si představujeme, že posloucháme. Odborníci se po desetiletí pokoušeli rozluštit tyto vzorce, ale teprve teď se jim poodkrývá budoucnost, ve které myšlenky již nemohou být ukryty uvnitř mozku a místo toho mohou být v případě nutnosti přeloženy do ústní řeči.

Dokončit tento výzkum však nebylo snadné. Dřívější pokusy o dekódování mozkových signálů Mesgaraniho a dalších se soustředily na jednoduché počítačové modely, které analyzovaly spektrogramy, jež jsou vizuální reprezentací zvukových frekvencí.

Jenže vzhledem k tomu, že tento přístup nepřinesl nic adekvátního srozumitelné řeči, zaměřil se jeho tým na počítačový algoritmus, který může syntetizovat řeč poté, co se naučil nahrávat rozhovory lidí.

„Jedná se o stejnou technologii, jakou používají Amazon Echo a Apple Siri, aby mohli ústně odpovídat na naše otázky,“ řekl dr. Mesgarani, který rovněž pracuje jako docent elektrotechnického inženýrství na Kolumbijské Fakultě strojírenství a aplikované vědy.

Abychom naučili vokodér (z angl. voice encoder, tedy elektronický přístroj na syntézu zvuku a řeči, pozn. překl.) interpretovat mozkovou aktivitu, zahájili jsme spolupráci s doktorem Asheshem Dineshem Mehtou, neurochirurgem z Northwell Health Physician Partners Institute for Neuroscience a spoluautorem tohoto článku. Dr. Mehta léčí pacienty s epilepsií, někteří z nich musí podstupovat pravidelné operace.

„Během spolupráce s dr. Mehtou jsme požádali pacienty trpící epilepsií, kteří již podstoupili operaci mozku, aby poslouchali návrhy od různých lidí, zatímco my měříme vzorce jejich mozkové aktivity,“ řekl Mesgarani. „Právě tyto neurální vzory zkoušely náš vokodér.“

Poté vědci požádali stejné pacienty, aby poslouchali reproduktory, vyslovovali čísla od 0 do 9, zatímco jim zaznamenávali signály mozku, které by pak mohly být předávány přes vokodér. Zvuk produkovaný vokodérem v reakci na tyto signály byl analyzován a očištěn pomocí neuronových sítí, jako je umělá inteligence, která napodobuje strukturu neuronů v biologickém mozku.

Konečným výsledkem byl robotický hlas, který opakoval řadu čísel. Pro ověření přesnosti záznamu doktor Mesgarani a jeho tým pověřili některé jedince, aby naslouchali nahrávce a řekli, co slyšeli.

„Zjistili jsme, že lidé mohou porozumět a opakovat zvuky v přibližně 75 % případů, což je výrazně lepší než naše předchozí pokusy,“ podotkl Mesgarani. Zlepšení čitelnosti bylo obzvláště patrné při porovnávání nových záznamů se staršími pokusy založenými na spektrogramu. „Citlivý vokodér a silné neuronové sítě představovaly zvuky, které pacienti zpočátku poslouchali s úžasnou přesností.“

Mesgarani a jeho tým nyní plánují otestovat ještě složitější slova a věty. Mají rovněž v úmyslu provést stejné testy pro signály mozku, které vydává, pokud osoba sama mluví nebo si pouze představuje řeč. Doufají také, že jejich systém může být součástí implantátu, podobnému tomu, který nosí někteří pacienti s epilepsií, který přímo přeměňuje myšlenky nositele na slova.

„Pokud si nositel čipu v tomto případě například pomyslí: „Potřebuji sklenici vody“, náš systém může vnímat signály mozku, které tato myšlenka vyvolává, a přeměnit je na syntetizovanou slovní řeč,“ říká Mesgarani. „Změní to pravidla hry a každému, kdo ztratil schopnost mluvit kvůli zranění nebo nemoci, dává technologie novou šanci komunikovat s okolním světem.“

(překlad vlastní, upraveno)

Pozn. redakce: Věda se vyvíjí šíleným tempem. To, co bylo včera nemožné, se dnes stává realitou. Podobně je to i se čtením myšlenek, o němž se hovoří v tomto článku. Pod dobrými úmysly – pomoc nemocným, kteří nemohou mluvit – se před našima očima vytváří a obhajuje technologie, která může při jejím zneužití ohrožovat přímo život každého z nás. Je typické, že o těchto hrozbách není ve článku ani zmínka! Jen samé dobro a pokrok. Kolikrát jsme však již toto slyšeli a jak to pak dopadlo?

Originál: Engineers translate brain signals directly into speech vyšel 29. ledna 2019 na sciencedaily.com.

Zdroj: sciencedaily.com