O descoperire științifică în citirea minții: Inventarea de gadgeturi pe care oricine le poate cumpăra

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

Inginerii de la Institutul pentru Studiul Activității Nervose Superioare au reușit să creeze un sistem care traduce gândurile în vorbire inteligibilă și recunoscută. Controlând activitatea creierului cuiva, tehnologia reconstruiește gândurile în cuvinte.

Această descoperire științifică, împreună cu puterea AI și a sintetizatoarelor de vorbire, deschide o nouă eră în interacțiunea dintre computer și creier. Desigur, acest lucru deschide și noi oportunități pentru oamenii care, dintr-un motiv sau altul, și-au pierdut capacitatea de a vorbi.

„Vocile noastre ajută să păstrăm legătura cu prietenii noștri, familia și lumea din jurul nostru, astfel încât pierderea puterii vocii din cauza rănilor sau bolii este devastatoare pentru oameni. Cu toate acestea, cu stocul de cunoștințe de astăzi, avem o modalitate potențială de a restabili această putere. Am demonstrat că, cu tehnologia potrivită, gândurile oamenilor pot fi descifrate și înțelese de orice ascultător”, spune Nima Mesgarani, Ph. D. și unul dintre autorii unui studiu realizat la Institutul Mortimer B. Zuckerman de Comportament Mental din Columbia. Universitate.

Decenii de cercetare au arătat că atunci când oamenii vorbesc sau chiar își imaginează că rostesc cuvinte, în creierul lor apar modele caracteristice de activitate. Un model de semnalizare clar și ușor de recunoscut apare și atunci când ascultăm pe cineva care vorbește sau ne imaginăm că ascultăm. Experții au încercat să descifreze aceste tipare de zeci de ani, dar abia acum li s-a deschis un viitor, în care gândurile nu mai pot fi ascunse în interiorul creierului, ci pot fi traduse în limbaj vorbit după bunul plac.

Dar realizarea acestui fapt nu a fost ușor. Primele încercări de a descifra semnalele creierului de la Dr. Mesgarani și alții s-au concentrat pe modele computerizate simple care analizau spectrogramele, care sunt reprezentări vizuale ale frecvențelor sunetului.

Dar din cauza faptului că această abordare nu a produs nimic apropiat de vorbirea inteligibilă, echipa doctorului Mesgarani a apelat în schimb la un vocoder, un algoritm computerizat care poate sintetiza vorbirea după ce a fost antrenat să înregistreze conversațiile oamenilor.

„Aceasta este aceeași tehnologie pe care Amazon Echo și Apple Siri o folosesc pentru a răspunde verbal întrebărilor noastre”, a spus dr. Mesgarani, care este și profesor asociat de inginerie electrică la Columbia School of Engineering and Applied Science a Fundației Fu.

Pentru a-l învăța pe vocoder să interpreteze activitatea creierului, dr. Mesgarani a făcut echipă cu Ashesh Dinesh Mehta, MD, PhD, neurochirurg la Northwell Health Physician Partners’ Neuroscience Institute și co-autor al articolului de astăzi. Dr. Mehta trateaza pacienti cu epilepsie, dintre care unii trebuie supusi unor interventii chirurgicale regulate.

„Colaborând cu dr. Mehta, am rugat pacienții epileptici care au suferit deja o intervenție chirurgicală pe creier să asculte sugestiile de la diferite persoane în timp ce le-am măsurat tiparele activității creierului lor”, spune dr. Mesgarani. „Aceste tipare neuronale l-au antrenat pe vocoder”.

Apoi, cercetătorii le-au cerut acelorași pacienți să asculte vorbitorii care pronunțau numerele de la 0 la 9 în timp ce înregistrau semnale ale creierului care ar putea fi apoi transmise printr-un vocoder. Sunetul produs de vocoder ca răspuns la aceste semnale a fost analizat și rafinat folosind rețele neuronale, cum ar fi inteligența artificială, care imită structura neuronilor dintr-un creier biologic.

Rezultatul final a fost o voce robotică care repetă o secvență de numere. Pentru a verifica acuratețea înregistrării, dr. Mesgarani și echipa ei au instruit oamenii să asculte înregistrarea și să raporteze ceea ce au auzit.

„Am descoperit că oamenii pot înțelege și repeta sunete în aproximativ 75% din timp, ceea ce este cu mult superior oricăror încercări anterioare”, spune dr. Mesgarani. Îmbunătățirea inteligibilității a fost deosebit de evidentă când se compară noile înregistrări cu încercări anterioare bazate pe spectrogramă. „Un vocoder sensibil și rețele neuronale puternice au reprezentat sunetele pe care pacienții le-au auzit inițial cu o acuratețe uimitoare.”

Dr. Mesgarani și echipa ei plănuiesc acum să testeze cuvinte și propoziții mai dificile. De asemenea, ei intenționează să efectueze aceleași teste asupra semnalelor din creier emise atunci când o persoană vorbește sau își imaginează vorbirea. În cele din urmă, ei speră că sistemul lor poate face parte dintr-un implant, asemănător cu cele purtate de unii pacienți epileptici, care traduc gândurile purtătorului direct în cuvinte.

„În acest scenariu, dacă proprietarul cipului crede: „Am nevoie de un pahar cu apă”, sistemul nostru poate prelua semnalele creierului generate de acel gând și le poate transforma în vorbire verbală sintetizată”, spune dr. Mesgarani. „Este o schimbare de joc și pentru oricine și-a pierdut capacitatea de a vorbi din cauza unei răni sau boli, tehnologia oferă o nouă șansă de a comunica cu lumea din jurul lor.”

Comentariu editorial al The Big The One: Întrucât unii dintre angajații noștri au o anumită relație cu neurofiziologia, putem afirma absolut fără echivoc că rezolvarea problemei citirii gândurilor și traducerea acestor gânduri în cuvinte nu este o problemă pe care vreun doctor în filozofie o poate rezolva împreună cu un neurochirurg inteligent. Aceasta este o sarcină pentru institutul de cercetare, care o va rezolva timp de o sută, două sute sau mai mulți ani. Mai mult, nu este deloc un fapt că institutul de cercetare va rezolva această problemă – chiar dacă acolo sunt aduse toate supercalculatoarele NASA, pe care o mulțime de ingineri va începe să simuleze rețelele neuronale. Cu toate acestea, un articol într-un jurnal științific nu va minți și faptul recunoașterii gândurilor este cu siguranță acolo. Cum, atunci, aceste două fapte pot fi reunite?

Foarte simplu. În ultimii 20-30 de ani, în lume au apărut un număr imens de tehnologii complet incredibile și foarte complexe precum microprocesoare și hard disk. Și în fiecare zi apar din ce în ce mai multe invenții noi, care se notează unor „studenți talentați” care, stând în garaj, au adunat o bucată din fier vechi, peste care institutele de cercetare se chinuie de 50 de ani. Și în acest caz avem o invenție de geneză similară. Adică o dezvoltare care a fost făcută (sau transferată oamenilor) de mulți ani de vreo persoană necunoscută, dar care a fost notă la o mătușă și un unchi din Columbia.

De fapt, nu există absolut nicio diferență pe cei pe care Wikipedia îi va scrie drept „inventatorii” tehnologiei. Principalul lucru este că tehnologia a fost prezentată lumii folosind un jurnal științific. Mai departe, o companie chineză va începe să producă astfel de „gadget-uri” care vor obișnui oamenii cu ideea că capul lor a devenit acum complet transparent. În cele din urmă, a treia etapă va fi același „1984” orwellian când până și gândurile oricărei persoane pot fi citite liber de la distanță. De exemplu, prin plasarea unor senzori speciali în apartamente sau prin integrarea unui cip special care răspunde la impulsurile creierului în organism. În plus.

De regulă, fiecare tehnologie are o aplicație inversă. De exemplu, dacă există o tehnologie pentru convertirea impulsurilor nervoase în cuvinte, atunci folosind același principiu, puteți transforma orice cuvinte în gândurile cuiva. În această situație, președinții diferitelor țări au o perspectivă grandioasă de a fi susținuți de absolut întregul electorat, deoarece acum există o oportunitate tehnică de a face fiecare alegător chiar să gândească ca el - este suficient să puneți un semnal corect modulat în priză..

În general, ce să spun - perspectivele pentru lume se deschid cele mai minunate și urmărim cu interes desfășurarea evenimentelor.