Znanstveni proboj u čitanju misli: izmišljanje naprava koje svatko može kupiti

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Inženjeri s Instituta za proučavanje više živčane djelatnosti uspjeli su stvoriti sustav koji misli prevodi u razumljiv i prepoznatljiv govor. Kontrolirajući nečiju moždanu aktivnost, tehnologija rekonstruira misli u riječi.

Ovaj znanstveni proboj, zajedno sa snagom AI i sintisajzera govora, otvara novu eru u interakciji između računala i mozga. Naravno, to otvara i nove mogućnosti za ljude koji su iz ovih ili onih razloga izgubili sposobnost govora.

“Naši glasovi pomažu da ostanemo u kontaktu s našim prijateljima, obitelji i svijetom oko nas, pa je gubitak glasovne snage zbog ozljede ili bolesti razoran za ljude. Međutim, s današnjim zalihama znanja, imamo potencijalni način da obnovimo tu moć. Pokazali smo da uz odgovarajuću tehnologiju misli ljudi može dešifrirati i razumjeti svaki slušatelj”, kaže dr. Nima Mesgarani i jedan od autora studije provedene na Mortimer B. Zuckerman Institutu za mentalno ponašanje u Columbiji Sveučilište.

Desetljeća istraživanja pokazala su da kada ljudi govore ili čak zamišljaju da izgovaraju riječi, u njihovom se mozgu pojavljuju karakteristični obrasci aktivnosti. Jasan i prepoznatljiv signalni obrazac također se javlja kada slušamo nekoga kako govori ili zamišljamo da slušamo. Stručnjaci su desetljećima pokušavali dešifrirati te obrasce, ali tek sada se pred njima otvorila budućnost u kojoj se misli više ne mogu skrivati u mozgu, već se mogu po volji prevesti na govorni jezik.

Ali ostvariti ovaj podvig nije bilo lako. Rani pokušaji dešifriranja moždanih signala od dr. Mesgaranija i drugih bili su usredotočeni na jednostavne računalne modele koji su analizirali spektrograme, koji su vizualni prikazi zvučnih frekvencija.

No, zbog činjenice da ovaj pristup nije proizveo ništa slično razumljivom govoru, tim dr. Mesgaranija umjesto toga se okrenuo vokoderu, računalnom algoritmu koji može sintetizirati govor nakon što je obučen za snimanje razgovora ljudi.

“Ovo je ista tehnologija koju Amazon Echo i Apple Siri koriste za usmeno odgovaranje na naša pitanja”, rekao je dr. Mesgarani, koji je također izvanredni profesor elektrotehnike na Columbia School of Engineering and Applied Science pri zakladi Fu.

Kako bi naučio vokoder da tumači moždanu aktivnost, dr. Mesgarani se udružio s Asheshom Dineshom Mehtom, MD, PhD, neurokirurgom na Institutu za neuroznanost Northwell Health Physician Partners i koautorom današnjeg članka. Doktor Mehta liječi pacijente s epilepsijom, od kojih neki moraju biti podvrgnuti redovitim operacijama.

"Radeći s dr. Mehtom, zamolili smo pacijente s epilepsijom koji su već imali operaciju mozga da slušaju prijedloge različitih ljudi dok smo mjerili obrasce njihove moždane aktivnosti", kaže dr. Mesgarani. "Ovi neuronski obrasci trenirali su vokoder."

Istraživači su potom zamolili iste pacijente da slušaju zvučnike koji izgovaraju brojeve od 0 do 9 dok bilježe moždane signale koji se zatim mogu proći kroz vokoder. Zvuk koji proizvodi vokoder kao odgovor na te signale analiziran je i rafiniran korištenjem neuronskih mreža poput umjetne inteligencije koja oponaša strukturu neurona u biološkom mozgu.

Krajnji rezultat bio je robotski glas koji je ponavljao niz brojeva. Kako bi provjerili točnost snimke, dr. Mesgarani i njezin tim uputili su ljude da poslušaju snimku i izvijeste što su čuli.

“Otkrili smo da ljudi mogu razumjeti i ponavljati zvukove oko 75% vremena, što je daleko bolje od svih prethodnih pokušaja”, kaže dr. Mesgarani. Poboljšanje razumljivosti posebno je bilo vidljivo pri usporedbi novih snimaka s ranijim pokušajima temeljenim na spektrogramu. "Osjetljivi vokoder i moćne neuronske mreže predstavljale su zvukove koje su pacijenti izvorno čuli s nevjerojatnom točnošću."

Dr. Mesgarani i njezin tim sada planiraju testirati teže riječi i rečenice. Također namjeravaju provesti iste testove na moždanim signalima koji se emitiraju kada osoba govori ili zamišlja govor. U konačnici, nadaju se da njihov sustav može biti dio implantata, sličnog onima koje nose neki pacijenti s epilepsijom, a koji misli korisnika izravno prevode u riječi.

"U ovom scenariju, ako vlasnik čipa misli, 'Trebam čašu vode', naš sustav može uzeti signale mozga koje stvara ta misao i pretvoriti ih u sintetizirani verbalni govor", kaže dr. Mesgarani. "To je promjena u igri i za svakoga tko je izgubio sposobnost govora zbog ozljede ili bolesti, tehnologija daje novu priliku za komunikaciju sa svijetom oko sebe."

Urednički komentar The Big The One:Budući da neki naši djelatnici imaju određeni odnos prema neurofiziologiji, možemo apsolutno nedvojbeno ustvrditi da rješavanje problema čitanja misli i prevođenja tih misli u riječi nije problem koji neki doktor filozofije može riješiti zajedno s inteligentnim neurokirurgom. To je zadatak istraživačkog instituta koji će ga rješavati sto, dvjesto ili više godina. Štoviše, uopće nije činjenica da će istraživački institut riješiti ovaj problem - čak i ako se tamo dovedu sva NASA superračunala, na kojima će gomila inženjera početi simulirati neuronske mreže. Međutim, članak u znanstvenom časopisu neće lagati i činjenica prepoznavanja misli je definitivno tu. Kako se onda te dvije činjenice mogu spojiti?

Jako jednostavno. U posljednjih 20-30 godina u svijetu se pojavio ogroman broj potpuno nevjerojatnih i vrlo složenih tehnologija poput mikroprocesora i tvrdih diskova. I svakim danom se pojavljuje sve više novih izuma koji se zapisuju nekim "talentiranim studentima" koji su, sjedeći u garaži, skupili komad od starog željeza, oko čega se istraživački instituti bore već 50 godina. I u ovom slučaju imamo izum slične geneze. Odnosno razvoj koji je dugi niz godina radio (ili prenosio na ljude) neka nepoznata osoba, a koji je zapisan tetki i ujaku iz Kolumbije.

Zapravo, nema apsolutno nikakve razlike koga će Wikipedija upisati kao "izumitelje" tehnologije. Glavna stvar je da je tehnologija predstavljena svijetu pomoću znanstvenog časopisa. Nadalje, neka kineska tvrtka počet će proizvoditi takve "gadgete" koji će ljude naviknuti na samu ideju da im je glava sada potpuno prozirna. Konačno, treća faza bit će ona ista orwellovska "1984" kada se čak i misli bilo koje osobe mogu slobodno čitati iz daljine. Na primjer, postavljanjem posebnih senzora u stanove ili integracijom posebnog čipa koji reagira na moždane impulse u tijelo. Štoviše.

U pravilu svaka tehnologija ima obrnutu primjenu. Na primjer, ako postoji tehnologija za pretvaranje živčanih impulsa u riječi, onda koristeći isti princip, možete pretvoriti bilo koju riječ u nečije misli. U ovoj situaciji predsjednici različitih zemalja imaju grandioznu perspektivu da ih podrži apsolutno cijelo biračko tijelo, budući da sada postoji tehnička prilika da se svaki glasač natjera da i razmišlja poput njega - dovoljno je staviti ispravno moduliran signal u utičnicu.

Općenito, što reći - izgledi za svijet otvaraju se najljepši i sa zanimanjem pratimo razvoj događaja.