تكنولوجيا

درب علماء الأعصاب الشبكة العصبية لترجمة إشارات الدماغ إلى خطاب واضح

باستخدام تقنية المسح الفكرة الرائعةالنشاط والذكاء الاصطناعي ومزج الكلام ، ابتكر علماء من جامعة كولومبيا (الولايات المتحدة الأمريكية) جهازًا قادرًا على ترجمة أفكار الشخص إلى خطاب واضح. تمثل نتائج الدراسة ، التي نشرت في مجلة Scientific Reports ، خطوة مهمة في تحسين واجهات الدماغ الحاسوبية. في المستقبل ، يمكن استخدام هذه الأجهزة من قبل أشخاص فقدوا القدرة على التحدث نتيجة للإصابة أو المرض.

لتطوير جهاز يصل الفرصتوليف النطق ومؤلف الذكاء الاصطناعي عالم الأمراض العصبية نيم ميسغاراني ، مؤلف الدراسة ، وتحول زملائه إلى أحدث الإنجازات في مجال تقنيات التعلم الآلي العميق وتوليف الكلام. كانت نتيجة عملهم عبارة عن مشفر صوتي قائم على الذكاء ، وقادر على تفسير نشاط الدماغ بشكل دقيق إلى حد ما مباشرة من القشرة السمعية ، ومن ثم ترجمته إلى خطاب يمكن تمييزه. يلاحظ مؤلفو العمل أن الكلام في هذه الحالة محوسب للغاية ، لكن يمكن للناس التعرف على الكلمات في معظم الحالات.

وفقا للمبدعين ، في قلب الجهاز الجديد ،تستخدم لتشغيل الكلام الناتج ، يتم استخدام نفس التكنولوجيا المستخدمة في المساعدين الرقميين مثل Alexa و Siri و Google Assistant.

في البداية ، قام الخبراء بتدريب مشفر الصوت بشكل صحيح.تفسير نشاط الدماغ البشري. لهذا السبب ، دعا العلماء خمسة متطوعين كانوا في ذلك الوقت يخضعون لعلاج الصرع للمشاركة في التجربة. تم زرع كل خمسة مع أقطاب رسم الدماغ الكهربائي في القشرة السمعية.

"طلبنا المرضى الذين يعانون من الصرع ،الذين يخضعون بالفعل للعلاج الجراحي على الدماغ ، استمع إلى الجمل التي نطق بها أشخاص مختلفون. في نفس الوقت ، قمنا بتحليل الأنماط في نشاط الدماغ للمرضى. على النماذج العصبية الناتجة و vocoder المستفادة ، "- يفسر Mesgarani.

وطلب من المرضى الاستماع إلى التسجيلات التيقرأ الممثلون تسلسل الأرقام من 0 إلى 9. وفي الوقت نفسه ، سجل العلماء إشارات الدماغ ، ثم مروها عبر مشفر صوتي ، حيث قامت الإشارات ، من أجل زيادة الوضوح ، بتصحيح الشبكة العصبية ، التي حللت أصوات المشفر الصوتي نفسه ، والتي أنتجت هذه الإشارات استجابة. نتيجة لذلك ، يمكنك سماع صوت آلي يكرر تسلسل الأرقام المنطوقة. لتقييم النتائج ، دعا العلماء 11 شخصا مع السمع ممتازة.

"اتضح أنه يمكن للناس التعرف على الكلماتفي حوالي 75 ٪ من الحالات ، والتي تتجاوز إلى حد كبير أي محاولات سابقة. يقول مسغاراني: "لقد أحدثت مشفر الصوت الحساسة والشبكات العصبية القوية الأصوات التي استمع إليها المرضى بدقة مذهلة".

في المستقبل ، سيقوم فريق مسغاراني بالتدريسشبكة عصبية لتلفظ الكلمات والعبارات وأكثر الجمل تعقيدًا. بعد ذلك ، يريدون تطوير عملية زرع يمكن أن تترجم أفكار الشخص إلى خطاب متكامل.

"على سبيل المثال ، إذا اعتقد صاحب الغرسة: "أحتاج إلى كوب من الماء" ، يقوم نظامنا بحساب الإشارات من الدماغ وترجمتها إلى كلام. هذا سيعطي أي شخص فقد القدرة على التحدث بسبب الإصابة أو المرض ، فرصة جديدة للتواصل مع العالم الخارجي ، "يضيف مسغاراني.

يمكنك مناقشة تطور العلماء الأميركيين في برنامج Telegram-chat الخاص بنا.