Создано устройство, которое переводит мозговые волны в текст

Мозговые волны – это сложные шаблоны нервной активности (повтор или последовательность действий), которые проявляются когда мы видим сны или предаемся воспоминаниям. Так как во всех предыдущих экспериментах по преобразованию мозговых волн в текст, ученым удавалось распознать только отдельные слова или слоги, новое открытие – самый настоящий научный прорыв. Впервые в истории исследователи вплотную приблизились к полной расшифровке речи человека по мозговым волнам, а от окончательного результата создателей устройства отделяет лишь время.

Как устройство преобразует мозговые волны в предложения?

В будущем новый машинный алгоритм позволит трансформировать общение для людей, которые не могут говорить или печатать. Устройство на основе искусственного интеллекта, преобразующее мозговую активность в текст, работает с помощью мозговых имплантатов, которые позволяют отслеживать деятельность нейронов, когда человек разговаривает. Результаты революционной работы опубликованы в журнале Nature Neuroscience.

Нейрон – это электрически возбудимая клетка, которая обрабатывает, хранит и передает информацию при помощи электрических и химических сигналов.

В ходе исследования ученые воспользовались аппаратом ECoG похожим на электроэнцефалограф (ЭЭГ), электроды которого имплантируется прямо на поверхность мозга. После того, как в мозг четверых испытуемых были имплантированы электроды, исследователи попросили их вслух или про себя читать до 50 определенных предложений с ограниченным лексиконом. Во время чтения электроды регистрировали мозговую активность испытуемых и передавали данные алгоритму машинного обучения, который создавал графики регулярно встречающихся в полученной информации сигналов и преобразовывал каждое произнесенное предложение в строку чисел. Затем информация подавалась в следующую часть системы, которая превращала их в последовательность слов.

Когда все предложения были прочитаны испытуемыми, исследователи попросили их придумать фразу, состоящую из слов, использованных в предложениях. Затем устройство переводило мозговые волны в текст. Согласитесь, фантастика!

Как рассказали авторы исследования BBC News, система поначалу не была совершенной и встречались ошибки. Некоторые были довольно забавными, например, предложения типа “эти музыканты звучат гармонично” было расшифровано как “шпинат был известным певцом“, а предложения типа “рулон проволоки лежал у стены” превратились в “будет ли Робин носить желтую Лилию». Однако с течением времени исследователи обнаружили, что точность нового устройства намного выше, чем при всех предыдущих подходах. Примечательно и то, что точность расшифрованных предложений варьировалась от человека к человеку.

Так, для одного испытуемого вероятность неправильно расшифрованного слова составляла всего 3%. В общем и целом машинному алгоритму понадобилось менее 40 минут для обработки данных для каждого испытуемого, а также ограниченный набор предложений. Вот таким интересным способом исследователям удалось достигнуть уровня точности, невиданного до сих пор. Однако авторы работы отмечают, что система на основе искусственного интеллекта не готова для использования пациентами, которые не могут говорить, поскольку устройство полагается на мозговую активность, когда люди говорят вслух.

Как думаете, когда устройство для чтения мыслей будет полностью готово? Присоединяйтесь к обсуждению этой и других не менее интересных тем в комментариях на нашем канале в livejournal.com

Как используют алгоритм расшифровки мозговых волн в будущем?

Авторы научной работы также отмечают, что существует довольно много аналогичных устройств, однако большая часть из них неэффективна, так как декодирует только фрагменты произнесенных слов, а точность равняется всего нескольким процентам. Новое устройство, с помощью нейронной сети, расшифровывает речь длиной не более 30-50 предложений с небольшим количеством ошибок. Это означает, что в будущем машинный алгоритм можно научить распознавать слова, которые ранее не встречались в обучающих системах. В будущем создатели машинного алгоритма намерены дополнить его закономерностями английского языка.

Пожалуй, самое потрясающее – даже несмотря на более чем скромную выборку – заключается в том, что ученые научились расшифровывать мозговые сигналы, что позволяет устройству читать четко сформулированные мысли.

Кстати, не стоит думать, что в прошлом не было значительных достижений. Так, в конце 2019 года ученые из Массачусетского технологического института научили испытуемых манипулировать своими собственными альфа-волнами, тем самым повышая внимание при выполнении определенных задач. Отмечу, что это довольно интересный эксперимент, который продемонстрировал, что мы обладаем удивительной степенью подсознательного контроля над механикой собственного мозга.

Автор: Любовь Соковикова

Редактор: Виталий Соковиков

Обнаружили ошибку или у вас остались вопросы? Напишите нам: crithin@crithin.ru