Ученые создали устройство для преобразования мыслей в речь

Ученые достигли значительного прогресса в разработке технологии «мозг-компьютерный интерфейс», которая способна преобразовывать внутренние мысли человека в текст или звуковые сигналы. Исследователи из нескольких американских научных учреждений представили новую систему, которая в испытаниях с участием четырех пациентов с тяжелыми формами паралича продемонстрировала точность расшифровки мыслей до 74 процентов. Эта технология открывает новые перспективы для людей с нарушениями речи и двигательной активности, позволяя им общаться с окружающим миром более эффективно.

В отличие от предыдущих разработок, которые основывались на мозговой активности, возникающей при попытках говорить или писать, новая система напрямую работает с источником мыслительного процесса. Как объясняет нейробиолог Беньямин Мешеде-Краса из Стэнфордского университета, мысленное формулирование слов без физических усилий является более естественным и быстрым для человека.

Система функционирует на основе имплантата, который измеряет нейронную активность мозга и распознает паттерны, связанные с фонемами — базовыми единицами речи. Эти элементы затем объединяются в слова и предложения. С помощью машинного обучения система обучается связывать мозговые сигналы, регистрируемые в моторной коре, ответственной за движение и речь, с конкретными словами, которые участники эксперимента мысленно представляют.

Исследователи обнаружили, что существуют общие паттерны мозговой активности как при попытке произнести слова, так и при их мысленном представлении, однако эти сигналы различаются. Благодаря использованию вероятностных моделей, учитывающих сочетаемость фонем и слов, система способна распознавать до 125 тысяч слов на основе только внутренней речи.

Нейробиолог Фрэнк Виллетт из Стэнфордского университета отмечает, что паттерны активности при мысленной речи схожи с сигналами при попытках говорить, хотя и менее выражены. Несмотря на многообещающие результаты, технология еще не достигла совершенства, и ее точность часто оказывается ниже максимального уровня. Однако ученые уверены, что усовершенствование имплантатов и более полное картирование мозговой активности позволят значительно улучшить систему в ближайшие годы.

Одной из важных задач является обеспечение конфиденциальности внутренних мыслей, поскольку система может расшифровывать и озвучивать мысли, предназначенные только для самого человека. Исследователи предлагают внедрить защитные механизмы, такие как использование специального мысленного пароля для активации и деактивации режима расшифровки. В процессе испытаний этот метод показал точность около 98 процентов.

Работа, опубликованная в журнале Cell, подчеркивает значительный прогресс в области интерфейсов «мозг-компьютер» и дает надежду на создание в будущем систем коммуникации, столь же естественных и удобных, как обычная разговорная речь.