Парализованный пациент установил рекорд по общению с помощью имплантата: 62 слова в минуту

Пациентка, которая потеряла дар речи из-за бокового амиотрофического склероза (БАС), вызывающего прогрессирующий паралич, после вживления мозгового имплантата смогла быстро воспроизводить такие фразы, как "Я не владею своим домом" и "Это просто тяжело". Причем, со скоростью, приближенной к нормальной речи.

Данные этого исследования были опубликованы в статье на сайте bioRxiv. В ней ученые из Стэндфордского университета (США) утверждают, что их доброволец побил предыдущие рекорды, используя имплантат, считывающий информацию с мозга, для общения со скоростью 62 слова в минуту, что в три раза превышает предыдущее достижение.

Люди без дефектов речи обычно говорят со скоростью около 160 слов в минуту. Даже в эпоху клавиатур, набора текста большим пальцем, эмодзи и интернет-аббревиатур речь остается самой быстрой формой общения между людьми.

Интерфейсы мозг-компьютер, с которыми работает команда из Стэнфорда, включают в себя небольшую панель с острыми электродами, вживленных в моторную кору головного мозга — область, наиболее вовлеченную в движение. Это позволяет исследователям регистрировать активность нескольких десятков нейронов одновременно и находить закономерности, отражающие движения, о которых думает человек, даже если он парализован.

В предыдущих работах парализованных добровольцев просили представить, что они делают движения руками. Благодаря "расшифровке" их нейронных сигналов в реальном времени, имплантаты позволяли им управлять курсором на экране, набирать буквы на виртуальной клавиатуре, играть в видеоигры или даже управлять роботизированной рукой.

В новом исследовании команда из Стэнфорда хотела узнать, содержат ли нейроны в моторной коре полезную информацию о речевых движениях. Т.е. пытались расшифровать сигналы, когда пациент старается двигать ртом, языком и голосовыми связками при попытке говорить. Отметим, что речь включает в себя самые сложные движения, которые совершают люди.

Одним из главных открытий стало то, что всего несколько нейронов содержат достаточно информации, чтобы компьютерная программа могла с высокой точностью предсказать, какие слова пытается произнести пациент. Эта информация передавалась на экран компьютера, где слова пациента появлялись в том виде, в котором они были произнесены компьютером.

Дальнейший путь, вероятно, будет включать в себя как более сложные имплантаты, так и более тесную интеграцию с искусственным интеллектом. Существующая система уже использует несколько типов программ машинного обучения, что увеличило скорость, с которой испытуемый мог говорить без ошибок.

Новые "большие" языковые модели, такие как GPT-3, способны писать целые эссе и отвечать на вопросы. Подключение их к мозговым интерфейсам может позволить людям, использующим систему, говорить еще быстрее, просто потому, что система будет лучше угадывать, что они пытаются сказать на основе частичной информации.