Tenk deg det forvandle tanker til hørbare ord: det var det Stanford-forskere gjorde med et nytt nevralt implantat som er i stand til å transformere internt språk, det vil si dialogen som skjer i tankene våre uten å si det høyt, til ord. Alt dette er gjort mulig takket være en rekke mikroelektroder implantert i hjernebarkensom er i stand til å tolke de elektriske signalene som produseres av en person når han «tror han snakker» og oversette dem i sanntid i form av språk. Også for å beskytte kognitivt privatliv av de som bruker det, bruker teknologien et aktiveringssystem via «mentalt passord».
Hvordan det nye hjerneimplantatet som leser tanker fungerer: startfasen
Av alle menneskelige evner er verbal kommunikasjon kanskje den som mest definerer mennesket. Av denne grunn er tapet av evnen til å produsere talespråk pga nevrodegenerative sykdommer eller hjernetraumer det blir faktisk berøvelse av en del av en selv. Tenk deg nå at en teknologi direkte kan lese det interne språket og transformere det til hørbare ord, og gi dem tilbake evnen til å kommunisere. Det var det han klarte et team fra Stanford Universityutvikle et hjerneimplantat som er i stand til å dekode nevral aktivitet og oversette det til språk, med en nøyaktighet på opptil 74 %.
Utviklingen avhjerne-datamaskin grensesnitt (BCI) den fulgte en viss progresjon før den kom frem til dagens komplekse funksjonalitet. Tidlig i sine eksperimenter brukte førsteamanuensis i nevrokirurgi Frank Willett og hans kolleger grensesnittene for å hjelpe folk hvis lammelse gjorde at de ikke kunne snakke. I detalj ble de brukt mikroelektroder implantert i den motoriske cortexregionen i hjernen som de motoriske nevronene som er ansvarlige for alle muskelbevegelser, inkludert de i munnen og tungen, kommer fra, rettet mot å produsere et ord. Når en person prøver å snakke, produseres guder nevrale signaler som registreres av elektrodeenheten. Disse signalene overføres så via kabel til en datamaskin algoritme som oversetter dem til hørbar tale eller markørbevegelse over datamaskinbokstaver.
Å dekode nevral aktivitet ansvarlig for ordet du vil uttale, bruker forskere automatisk læring eller maskinlæring (dvs. AI-mekanismen som lar systemer lære av erfaring uten å være eksplisitt programmert). Kort sagt, hvert ord eller lyd produserer en mønster av nevral aktivitet litt forskjellige fra hverandre. Når en person prøver å uttale forskjellige fonemer, registrerer datamaskinen disse nevrale mønstrene og maskinlæringsalgoritmen lærer å koble hver av dem til det tilsvarende fonemet. Når brukeren prøver å snakke, systemet gjenkjenner de allerede lærte nevrale mønstrene som tilsvarer fonemene og datamaskinen setter dem deretter sammen i riktig rekkefølge for å danne ord og setninger.
Hvordan oversetter implantatet det indre språket til ord
Nylig tok forskere et annet viktig skritt: de studerte hjernesignaler relatert til «indre tale» (også kalt «indre monolog»). Ambisjonen om Frank Willet og Erin Kunz fra Stanford University skulle være i stand til å avkode ord og setninger som ikke krevde muskelanstrengelse å produsere. De ønsket derfor å vite om et BCI-system kun kunne fungere basert på den nevrale aktiviteten fremkalt av innbilt tale, snarere enn på forsøk på å produsere tale fysisk. Dette er fordi, for personer med lammelse, kan forsøk på å snakke være sakte og arbeidskrevende, og hvis lammelsen er delvis, kan det gi distraherende lyder og problemer med å kontrollere pusten. Under forsøket gjennomført på fire pasienter som hadde mistet talebruken pga slag eller motorneuronsykdom – nerveceller som kontrollerer frivillige muskler – (som ALS), ble deltakerne bedt om å forestille seg ord og setninger.
Både studiene av neuroimaging at elektrofysiologiske studier har vist at internt språk involverer et kortikalt nettverk som ligner, men ikke identisk, med språket som fysisk produseres i den motoriske cortex; så det ble antatt at elektrodene plassert for å dekode forsøket på å snakke også kunne tillate dekoding av internt språk. De nøyaktige nevrale forskjellene mellom mentalt og produsert språk forblir under etterforskning. Uansett var den kunstige intelligensen fortsatt i stand til å dekode noen signaler til fonemer, ved å kombinere dem for å danne ord og setninger i sanntid, fra et vokabular på ca. 125 tusen ord. Resultatet? I to pasienter systemet oppnådde en nøyaktighet på 74 %, og alt dette uten fysisk anstrengelse. I noen tester var BCI også i stand til å identifisere mentalt talte tall.
Personvernproblemet og det mentale passordet: systemets grenser
Indre språk, om enn med forskjellig intensitet, deler noen motoriske områder av hjernen med forsøk på språk. Dette økte muligheten for at en BCI kan ende opp med å dekode noe brukeren bare hadde til hensikt å tenkeikke si det høyt. Selv om grensesnittene ble designet for å dekode språkforsøket og derfor kunne generere forvrengte og unøyaktige utdata når de ble brukt på det interne språket, reiste til og med risikoen for å kunne lekke ord som man ønsket å «holde for seg selv» et viktig etisk spørsmål.
Forskernes ambisjon var (og er fortsatt) derfor å skille «motorisk hensikt» fra stille hensikt å unngå risiko for uønsket utgang. De utviklet dermed en modell der et internt talt «søkeord» kan oppdages med høy presisjon, slik at brukeren kan «låse» og «låse opp» systemet. Det er liksom bryter mental som bare lyser når en person forestiller seg en «mentalt passord» forhåndsetablert. Når det gjelder studien, var den valgte frasen «Chitty-Chitty-Bang-Bang«, gjenkjent med en nøyaktighet større enn 98%. I mangel av dette nøkkelordet forblir systemet helt inaktivt. Personvernhensyn er faktisk konkrete: en enhet som er i stand til å oversette tanker, kan i teorien også avsløre innhold som ikke er ment for kommunikasjon; den mentale bryteren pålegger i stedet aktivt samtykke før aktivering.
Det er imidlertid verdt å fremheve det Implanterte BCI-er er ennå ikke en tilgjengelig teknologi og er fortsatt i de tidlige stadiene av forskning og eksperimentering; de er også regulert av eksterne føderale byråer for å opprettholde de høyeste standardene for medisinsk etikk. Ikke desto mindre er ideen om at de en dag kan bli bredt spredt, et virkelig lovende prospekt.
