Forscher der Universität von San Francisco haben eine neuronale Schnittstelle entwickelt, über die Patienten ohne Verwendung des Wortes über das Gerät "sprechen" können.
Dies ist ein Meilenstein auf dem Gebiet der Nervenprothesen: Das System überwacht die Aktivität des Gehirns und wandelt sie mithilfe einer künstlichen Stimme (sozusagen der von Google- oder Amazon-Sprachassistenten) in Wörter um. Die Software ist fortschrittlich und umfasst eine genaue virtuelle Rekonstruktion von Kehlkopf, Zunge, Lippen und Kiefer.
Warum verlieren wir unser Wort?
Patienten verlieren aus verschiedenen Gründen die Fähigkeit zu sprechen: degenerative Erkrankungen, Unfälle oder Hirnschäden. Die bereits verwendeten Technologien ermöglichen es einigen, einige Wörter auszusprechen, indem sie kleine Gesichtsbewegungen „übersetzen“ oder andere Mechanismen verwenden, die die Kommunikation auf jeden Fall sehr lang und mühsam machen.
Die in San Francisco untersuchte neuronale Schnittstelle übersetzt die Gehirnaktivität direkt in eine natürlich klingende Sprache und verwendet eine Infrastruktur, die die Art und Weise „nachahmt“, wie Sprachzentren Bewegungen des Vokaltrakts koordinieren.
"Die Beziehung zwischen den Bewegungen des Vokaltrakts und den Klängen von Wörtern ist wirklich komplex." Würfel Gopala Anumanchipalli, einer der am Projekt beteiligten Forscher. "Wir dachten, wenn diese Sprachzentren die Bewegungen codieren und auf irgendeine Weise übersetzen, können wir diese Operation auch ausgehend von den Signalen des Gehirns durchführen.".
Woraus besteht es?
Aus diesem Grund hat das Team einen „virtuellen“ Vokaltrakt erstellt, der mithilfe von maschinellem Lernen schrittweise immer korrektere Klänge erzeugt. Eine Gruppe von Freiwilligen spricht bestimmte Sätze aus, während ihre Gehirnaktivität überwacht wird: Die verwendete künstliche Intelligenz scannt diese Signale und vergleicht sie mit den Bewegungen des Stimmapparates, um genau zu verstehen, wie sie sich in diesen bestimmten Klang umsetzen.
"Wir haben die Fähigkeit, die gesprochene Sprache perfekt nachzuahmen" Würfel Josh Chartier, ein anderer der Forscher. „Wir sind bereits sehr weit fortgeschritten für langsamere oder weichere Klänge wie 'sh' oder 'z', aber wir haben Schwierigkeiten mit den abgeschnittenen Klängen wie 'b' und 'p'. Dank des maschinellen Lernens steigt die Genauigkeit jedoch überraschend schnell an. “
"Menschen, die ihre Arme und Beine nicht bewegen können, haben gelernt, Roboterprothesen mit ihrem Gehirn zu steuern." Chartier fährt fort. "Wir sind zuversichtlich, dass Menschen mit Sprachbehinderungen eines Tages wieder lernen werden, durch diese Stimmprothese zu sprechen."
Veröffentlicht in Nature
