Foto: Archív TASR/AP Photo/Matt Dunham

Vedci prišli na to, ako dekódovať mozgovú aktivitu na zvuk.

Reč je pre väčšinu z nás tak prirodzená a jednoduchá vec, že sa ani nezamýšľame nad tým, aký komplikovaný proces v skutočnosti predstavuje. Sú však ľudia, ktorí rozprávať pre rôzne zdravotné problémy nemôžu. Vďaka výskumom sa im však črtá lepšia budúcnosť. Najnovšie vedci vytvorili dekóder, ktorý analyzuje signály mozgu a pretvára ich na reč. 

Najznámejším prípadom človeka, ktorý dokázal komunikovať napriek tomu, že pre zdravotné problémy nebol schopný reči bol geniálny vedec Stephen Hawking. Hlasový syntetizátor, na ktorý bol odkázaný fungoval na základe detekcie pohybov jeho líca. Práve na pohyboch svalov či očí je postavená väčšina prístrojov, ktoré majú nahradiť ľudskú reč. Ich najväčšou nevýhodou je, že sú pomalé. Kým bežná konverzácia dosahuje frekvenciu 100-150 slov za minútu, tieto prístroje dokážu „povedať“ menej ako 10 slov za minútu.

Foto: Archív TASR (AP Photo/Matt Dunham)

V najnovšom výskume však vedci zvolili celkom iný, sofistikovanejší, odvážnejší a podstatne perspektívnejší prístup. Nezamerali sa hlas ako taký, ale na mozgové signály, ktoré diktujú jednotlivým orgánom pokyny k jeho vytvoreniu. Pri reči pritom súčasne koordinujú pery, jazyk, hrdlo, čeľusť, hrtan a bránica. Ide teda o mimoriadne komplikovaný úkon, ktorý sa medicínskym inžinierom len veľmi ťažko simuluje. Ak by sme však vedeli dekódovať mozgové signály a pomocou prístrojov ich tranformovať na zvuk, vytvorili by sme vlastne umelý hlasový orgán.

Pohyby rečových orgánov sú mimoriadne jemné, rýchle a komplexné. Dekódovať ich je preto aj pre výkonné počítačové simulácie veľmi náročné. Tímu vedcov z Kalifornskej univerzity v San Franciscu sa to však podarilo. Vďačiť za to môžu piatim dobrovoľníkom, ktorí čakali na operáciu mozgu pre problémy s epilepsiou. Týmto pacientom vedci počas operačných príprav implementovali do mozgu elektródy, ktoré mapovali mozgové signály. Úlohou dobrovoľníkov bolo potom čítať. Čítali vety, slová a vedci zatiaľ zbierali dáta mozgových signálov, ktoré elektródy zachytávali.

Po zozbieraní dát čakala vedcov náročná úloha. Najskôr signály „prekladali“ do hlasových pohybov a tie nakoniec pretvárali na zvuky. Prístroj nakoniec naučili algoritmus, ktorý dokáže porovnať a spárovať jednotlivé mozgové signály s prislúchajúcimi hlasovými pohybmi a dodať im potrebný zvuk. Výsledkom je teda zariadenie, ktoré nazvali virtuálny hlasový trakt. Riadený je mozgom a vytvára zvukovú napodobeninu ľudského hlasu.

Hlas prístroja síce nie je prirodzený a niektoré hlásky či slová je mu pomerne ťažko rozumieť, no napriek tomu ide o obrovský pokrok. Zariadenie, ktoré by človek neschopný reči mohol ovládať v podstate pomocou vlastnej mysle je revolučným riešením ako zjednodušiť život ľuďom so zdravotným znevýhodnením. Pomôcť by mohlo najmä pacientom trpiacich Parkinsonom, amyotrofickou laterálnou sklerózou či rakovinou hrdla.

The Guardian, Science Alert, The Nature
0
Uložiť článok
Komentovať ( 0 )
Príbehy