Согласно недавней работе специалистов из Стэнфордского университета и Emory BrainGate, произошел заметный прогресс в сфере нейроинтерфейсов. Впервые удалось декодировать внутренний диалог человека – мысленное высказывание, которое не выражается устной речью. Достигнутая точность дешифровки достигает 74%, что предоставляет новые перспективы для людей с серьезными двигательными и речевыми расстройствами.

«Впервые удалось определить паттерны мозговой деятельности, сопровождающие процесс обдумывания речи — отметила руководитель исследования Эрин Кунц из Стэнфордского университета. Для тех, кто испытывает серьезные трудности с речью и движением, нейроинтерфейсы, позволяющие интерпретировать внутренние мыслительные процессы, могут стать средством для более комфортного и эффективного взаимодействия. «.

Созданием аналогичных решений занимаются корпорации, включая Neuralink, Synchron, INBRAIN Neuroelectronics и Cognixion. Имплантируемые нейроинтерфейсы находят применение в разнообразных областях – от управления протезами до создания музыкальных произведений и коммуникаций без использования голосовых связок. Недавнее научное открытие демонстрирует возможность считывания мозговых импульсов, отражающих мыслительные процессы, связанные с речью, даже если человек не артикулирует слова устно, а лишь мысленно их формирует.

Для людей, испытывающих трудности с движением из-за болезней, например бокового амиотрофического склероза (БАС) или инфаркта головного мозга, данная разработка может стать альтернативой физической речи. Исследователи полагают, что прямой перевод внутренней речи в текст не только осуществим, но и более продуктивен по сравнению с попытками произнести слова.

«Если для передачи информации достаточно лишь представить себе слово, без необходимости его проговаривать, это может оказаться значительно проще и быстрее , — пояснил один из авторов работы Беньямин Мешеде-Краса, представляющий Стэнфордский университет.

В ходе исследования приняли участие четверо людей, страдающих серьезным нарушением двигательных функций вследствие бокового амиотрофического склероза или инсульта. В их моторную кору – участок головного мозга, контролирующий речевые процессы – были помещены микроэлектроды. Во время эксперимента добровольцам предлагалось либо попытаться произнести слова вслух, либо просто представить их у себя в голове.

Полученные данные свидетельствуют о том, что и попытки говорить, и визуализация слов активируют близлежащие области мозга и формируют аналогичные нейронные структуры. При этом сигналы от внутренней речи были менее интенсивными. Благодаря алгоритмам машинного обучения удалось откалибровать систему для декодирования мысленных высказываний с эффективностью 74% на основе словаря, состоящего из 125 тысяч лексем.

Удивительным оказалось наблюдение: нейроинтерфейс иногда фиксировал внутренние речевые акты, которые участники не планировали демонстрировать – например, проговаривание в уме количества объектов на дисплее. Это указывает на высокую восприимчивость устройства. Более того, разработанный алгоритм способен различать попытки артикуляции и мысленное представление слов, исключая из анализа случайные мысли.

Для обеспечения приватности данных была реализована система аутентификации: расшифровка начиналась только после того, как испытуемый в уме повторял кодовую фразу «Читти-Читти Банг-Банг», которую устройство распознавало с точностью выше 98%.

«Будущее ИМК выглядит очень перспективным«, — подчеркнул ведущий исследователь Фрэнк Виллет. » Данная научная работа вселяет оптимизм в отношении перспективы создания систем голосового управления, способных вернуть людям возможность общаться с той же легкостью, непринужденностью и удобством, что присущи обычной беседе. «.

Исследование было опубликовано в журнале Cell Press.