Prima pagină Stiinta

Reuşită majoră a oamenilor de ştiinţă: semnalele creierului, transformate în vorbire

Mihaela Stoica 04.26.2019 | ● Vizualizări: 1938
Credit foto: 123RF     + zoom
Galerie foto (1)

Oamenii a căror capacitate de a vorbi s-a pierdut ca urmare a unui accident vascular cerebral sau a altei condiţii medicale au acum o speranţă datorită unei inovaţii tehnologice care recurge la activitatea cerebrală pentru a produce vorbirea sintetizată.

Oameni de ştiinţă de la Universitatea California, San Francisco (UCSF), au implantat electrozi în creierele voluntarilor şi au decodificat semnalele din centrii cerebrali ai vorbirii pentru a ghida o versiune simulată pe calculator a tractului lor vocal - buze, maxilar, limbă şi laringe - pentru a genera vorbirea prin intermediul unui sintetizator.
 
Acest discurs a fost în mare măsură inteligibil, cu unele neclarităţi pe alocuri, dând speranţe cercetătorilor că, în urma unor îmbunătăţiri, un dispozitiv clinic viabil ar putea fi dezvoltat în următorii ani pentru pacienţii care şi-au pierdut capacitatea de a vorbi. 
 
„Am fost şocaţi când am auzit pentru prima dată rezultatele, nu ne venea să credem. A fost incredibil de incitant că o mulţime de aspecte ale vorbirii reale erau prezente în ceea ce a ieşit din sintetizator”, a afirmat doctorandul Josh Chartier, co-autor din cadrul UCSF. „În mod clar, mai este mult de muncă pentru ca acest lucru să fie mai natural şi inteligibil, dar am fost foarte impresionaţi de cât de mult poate fi decodificat din activitatea creierului”, a adăugat el, potrivit Reuters.
 

Bolile care te lasă în incapacitate de a vorbi

Accidentul vascular cerebral, paralizia cerebrală, scleroza laterală amiotrofică (ALS), boala Parkinson şi scleroza multiplă, leziunile cerebrale şi cancerul, în special cel din zona gâtului, sunt printre afecţiunile în urma cărora pacienţii pierd capacitatea de a vorbi
 
Unele dintre aceste persoane folosesc dispozitive care urmăresc mişcările ochilor sau ale muşchilor faciali pentru a compune cuvintele literă cu literă, însă producerea unui text sau a unui discurs cu ajutorul sintetizatorului durează mult. Cu ajutorul sintetizatoarelor de vorbire, precum cel folosit de astrofizicianul Stephen Hawking, oamenii pot transmite maximum 10 cuvinte pe minut, iar în vorbirea naturală se folosesc circa 100 - 150 de cuvinte pe minut. 
 
La cercetare au participat cinci voluntari, capabili să vorbească, bolnavi de epilepsie cărora urma să li se implanteze temporar electrozi în creier  pentru a li se cartografia sursa crizelor înainte de o intervenţie neurochirurgicală. 
 
Voluntarii au citit cu voce tare, în timp ce activitatea regiunilor din creier implicate în vorbire a fost monitorizată. Cercetătorii au desluşit mişcările tractului vocal necesare pentru a produce vorbirea şi au creat, pentru fiecare participant, un „tract vocal virtual” care ar putea fi controlat de activitatea creierului lor, producând discursul sintetizat.
 
„Foarte puţini dintre noi au habar, în realitate, ce se întâmplă în gura noastră atunci când vorbim”, a afirmat neurochirurgul Edward Chang, autor principal al studiului publicat recent în revista Nature. „Creierul traduce acele gânduri a ceea ce vrei să spui în mişcări ale sistemului vocal şi asta încercăm să decodăm”, a adăugat el.

Cercetătorii au reuşit cu succes să sintetizeze sunetele lente, precum „sh”, şi au înregistrat dificultăţi legate de sunetele puternice, precum „b” sau „p”. Tehnologia nu a funcţionat la fel de bine atunci când au încercat să decodeze activitatea creierului direct în vorbire, fără a folosi un tract vocal virtual.
 
De aceea, oamenii de ştiinţă continuă să îmbunătăţească interfaţa creier-computer necesară redării vorbirii sintetizate, dând speranţe celor care în prezent nu mai pot comunica verbal.
 
În plus, viitorarele studii vor testa tehnologia pe oameni care nu mai pot vorbi.