Umělá inteligence vrací řeč ochrnutým pacientům pomocí jejich vlastního hlasu

Vědci z kalifornských univerzit UC Berkeley a UC San Francisco dosáhli významného průlomu ve vývoji systému poháněného umělou inteligencí, který v reálném čase obnovuje přirozenou řeč u ochrnutých jedinců. Systém využívá jejich vlastní hlas, což bylo demonstrováno v klinické studii na těžce paralyzovaném pacientovi, který nedokáže mluvit.

Tato inovativní technologie kombinuje rozhraní mozek-počítač (BCI) s pokročilou umělou inteligencí k dekódování neuronové aktivity do slyšitelné řeči. V porovnání s jinými nedávnými pokusy o vytvoření řeči z mozkových signálů představuje tento nový systém významný pokrok.

Systém používá zařízení, jako jsou vysoce hustotní elektrodové pole, která zaznamenávají neuronovou aktivitu přímo z povrchu mozku. Pracuje také s mikroelektrodami, které pronikají do povrchu mozku, a s neinvazivními povrchovými elektromyografickými senzory umístěnými na obličeji k měření svalové aktivity. Tato zařízení odposlouchávají mozek, aby změřily neuronovou aktivitu, kterou AI poté transformuje do zvuků pacientova hlasu.

Neuroprotéza odebírá neuronální data z motorické kůry mozku, oblasti, která řídí produkci řeči, a AI dekóduje tato data do řeči. Podle spoluautora studie Cheola Juna Cho neuroprotéza zachycuje signály v místě, kde je myšlenka přeložena do artikulace, a to uprostřed tohoto motorického řízení.

Jednou z hlavních výzev bylo mapování neuronálních dat na výstup řeči, když pacient neměl žádnou zbytkovou vokalizaci. Vědci tento problém překonali použitím předem vycvičeného modelu text-to-speech a pacientova hlasu před zraněním k doplnění chybějících detailů.

Tato technologie má potenciál výrazně zlepšit kvalitu života lidí s paralýzou a onemocněními, jako je ALS. Umožňuje jim sdělovat své potřeby, vyjadřovat složité myšlenky a přirozeněji se spojit s blízkými.

„Je vzrušující, že nejnovější pokroky v oblasti umělé inteligence výrazně urychlují vývoj rozhraní mozek-počítač pro praktické použití v reálném světě v blízké budoucnosti,“ uvedl neurochirurg UCSF Edward Chang.

Další kroky zahrnují zrychlení zpracování AI, zpřesnění výstupního hlasu a zkoumání způsobů, jak do syntetizované řeči začlenit variace tónu, výšky a hlasitosti. Vědci se také zaměřují na dekódování paralingvistických znaků z mozkové aktivity, aby odrážely změny v tónu, výšce a hlasitosti.

Co je na této AI skutečně úžasné, je to, že nepřekládá mozkové signály jen do jakéhokoli druhu řeči. Zaměřuje se na přirozenou řeč s využitím vlastního hlasu pacienta. Je to jako jim vrátit hlas, což je převratná změna. Přináší novou naději na efektivní komunikaci a obnovená spojení pro mnoho jednotlivců.