Prelomový mozgový implantát a umelá inteligencia vrátili paralyzovanej žene schopnosť znova hovoriť so svojím okolím
30-ročná Ann skončila zo dňa na deň paralyzovaná. Dnes sa s pomocou umelej inteligencie môže rozprávať s najbližšími.
O umelej inteligencii toho počúvame čoraz viac. Už dnes nám dokáže poradiť pri práci, ukázať nám nejaké tipy, vysvetliť nám neznáme slovo, alebo sa s nami len tak porozprávať, aby sme videli, čo naozaj dokáže.
O schopnostiach AI sme už písali na tomto portáli niekoľkokrát, no nový výskum vedcov z University of California, San Francisco, skutočne posunul hranice toho, ako môže umelá inteligencia pomáhať v zdravotníctve. V rámci novej práce dokázali pomôcť 30-ročnej pacientke menom Ann, ktorá zo dňa na deň, zo zatiaľ neznámych príčin, ostala paralyzovaná. Situácia Ann bola tak vážna, že žena bez pomoci nedokázala ani dýchať.
Päť rokov nemala Ann najmenšiu predstavu, či sa jej zdravotný stav niekedy zlepší. Chcelo to roky intenzívnych terapií, než mohla pohnúť svalmi tváre a po prvýkrát sa usmiať. Aj napriek tomuto obrovskému pokroku sa jej o rozprávaní mohlo len snívať.
“Cez noc som prišla o všetko. Mala som 13-mesačnú dcéru, 8-ročného nevlastného syna a 26-mesačné manželstvo,” napísala Ann cez špeciálny prístroj, ktorý jej umožňoval pomocou pohybov hlavy pomaly písať slová na obrazovku počítača.
Výskumníkom z University of California, San Francisco sa však podarilo vyvinúť technológiu prepájajúcu počítač a ľudský mozog. Práve táto technológia môže dať pacientom ako Ann nádej na lepšie zajtrajšky. Podstatou technológie je digitálny avatar, ktorý umožňuje osobe rozprávať prirodzenejšie. Zároveň ide o úplne prvú demonštráciu technológie, ktorá umožňuje vytvoriť slová a mimiku tváre na základe mozgových signálov.
Umelá inteligencia pomáha paralyzovaným pacientom
Systém na základe umelej inteligencie dokáže signály dekódovať a paralyzovanému pacientovi umožní hovoriť rýchlosťou až 80 slov za minútu. To je oproti 14 slov/min výrazný pokrok. Vedci pracovali na mozgovo-počítačovom rozhraní BCI už viac ako dekádu. Ich najnovšie výsledky publikovali v štúdii 23. augusta a veria, že ich posunú bližšie k schváleniu technológie a jej uvedeniu do praxe.
Neprehliadnite
“Našim cieľom je vytvoriť plný spôsob komunikácie, ktorý je nám úplne prirodzený. Pokroky nás posúvajú bližšie k vytvoreniu celého digitalizovaného tela,” vysvetlil Edward Chang, jeden z výskumníkov, ktorý sa podieľal na vytváraní tejto technológie.
Výskumníci Ann vrátili schopnosť reči a mimiky pomocou zariadenia, ktoré na povrch jej mozgu umiestnilo tenučkú vrstvu s 253 elektródami. Tie implantovali do regiónu, ktorý sa ukázal kritickým pre spracovanie reči. Elektródy zachytili signál, ktorý by, nebyť jej paralýzy, cestoval do pier, jazyka, čeľuste a hlasiviek, rovnako ako aj jej tváre. Z elektród viedol kábel napojený na sériu počítačov.
Pretty incredible: A Neuroprosthesis for Speech Decoding and Avatar Control
Breakthrough brain implant and digital avatar allow stroke survivor to speak with facial expressions for first time in 18 years.
From @UCSF https://t.co/Mb37SnDgZB
In @Nature https://t.co/mobVNRPWqo pic.twitter.com/C4lLKehwID
— Daniel Kraft, MD (@daniel_kraft) August 24, 2023
Ann niekoľko týždňov spolupracovala s vedcami a spoločnými silami trénovali umelú inteligenciu. Tá sa po čase naučila interpretovať jedinečné mozgové signály pacientky. Tréning pozostával z opakovania odlišných fráz z viac ako tisíc slovného konverzačného slovníka. Ann tieto slová opakovala, dokým počítač nedokázal rozpoznať jej mozgovú aktivitu.
“Bolo fascinujúce sledovať ju od momentu, kedy si povedala, no dobre, skúsme to, až po moment, kedy sme všetci videli že sa to deje, pravdepodobne rýchlejšie než ktokoľvek čakal,” vyjadril sa manžel Ann, Bill.
Namiesto celých slov počítač rozpoznával fonémy, najmenšie komplexné jednotky zvukového systému jazyka. V praxi to znamená, že sa musel počítač naučiť len 39 foném, aby dokázal rozpoznať akékoľvek slovo anglického jazyka. Na syntetizovanie reči vytvorili model, ktorý znie ako Ann pred paralýzou. Na to použili vedci nahrávky z jej svadby. Ďalším krokom pre vedcov je vytvorenie bezdrôtovej verzie tohto systému.
Komentáre