Mozgové implantáty s umelou inteligenciou pomáhajú ľuďom, ktorí stratili reč

V blízkej budúcnosti bude veda schopná poskytnúť takmer úplnú kompenzáciu straty hlasu. Dôkazom o obrovskom pokroku vo využívaní AI pri prinavrátení reči sú dve štúdie uverejnené v časopise Nature.

Prelom v rozhraní Brain Computer Interface prekonal všetky očakávania. Technológia spojenia myslenia a hovorenia pomocou AI (mozgové implantáty) dosahuje rekordnú rýchlosť dekódovania slov a pripravuje pôdu pre vylepšenú komunikáciu.

Mozgové implantáty

Cesta ako využiť umelú inteligenciu nemusí vôbec ísť podľa katastrofických scenárov. Aj keď v súčasnosti využitie AI vyvoláva ešte stále viac otázok, ako odpovedí, jedno by sa jej upierať nemalo. A to pomoc na správnych miestach, ktorými sú aj mozgové implantáty.

Tento významný prínos pre naše životy tkvie vo fakte, že AI ako kľúčová technológia pomáha v celom rade prípadov, pri riešení ktorých bolo doteraz ľudstvo bezmocné. Nevynímajúc lekársku vedu a liečbu rôznych pacientov, vrátane tých, ktorí prišli o schopnosť hovoriť. O nich budú nasledujúce riadky.

Mozgové implantáty a poruchy komunikácie

Reč je prirodzená schopnosť človeka dorozumievať sa, vyjadriť svoje pocity, túžby, sformulovať požiadavky, povedať všetko, čo potrebuje. Hoci je schopnosť komunikácie človeku daná už od narodenia, rovnako od narodenia existujú aj rôzne poruchy komunikácie a reči. Tie môžu nastať pri ochoreniach mozgu, traume, nedokrvení, ale aj napríklad po prekonaní obrny či ochrnutí. Vedci zaznamenávajú obrovské pokroky pri vývoji kompenzačných pomôcok.

Súčasné technológie doslova obchádzajú prírodu míľovými krokmi. Nové štúdie dokázali, že postihnutí ľudia bojujúci so stratou hlasu teraz dokážu hovoriť polovičnou rýchlosťou oproti zdravým ľuďom. Pred niekoľkými málo rokmi pritom zvládali iba desatinu slov. Ako ďaleko sa už technológia dostala a čo stojí za jej efektivitou?

Fenomenálny úspech

Dôkazom o obrovskom pokroku vo využívaní AI pri prinavrátení reči sú dve štúdie uverejnené v časopise Nature. Dva autorské tímy v nich použili rovnaké metódy. Pacienti mali v mozgu implantované čipy s elektródami, ktoré zaznamenávajú mozgovú aktivitu a zbierajú signály. Toto množstvo údajov potom analyzuje umelá inteligencia a na ich základe vytvára vhodné slová. Výsledky sú fenomenálne.

Myšlienky bez hlasu

Mozgové implantáty spoliehajú na mozgové okruhy, ktoré sa aktivujú, keď sa človek pokúša hovoriť alebo len premýšľa o hovorení. Tieto obvody naďalej fungujú, aj keď choroba alebo zranenie bráni tomu, aby sa signály dostali do svalov, ktoré produkujú reč. Mozog v takých prípadoch stále reprezentuje túto aktivitu, tá sa však jednoducho cez blokádu k rečovému centru nedostane.

Mozgové implantáty
Pat Bennett sa zúčastňuje výskumu pomocou rozhrania mozog-počítač, ktorý pomáha prekladať jeho myšlienky do reči.

Počas liečby chirurgovia implantovali drobné senzory do oblasti mozgu zapojenej do reči. Senzory boli pripojené k drôtom, ktoré prenášali signály z pacientovho mozgu do počítača, ktorý sa naučil dekódovať vzorce mozgovej aktivity, ktoré pacient produkuje, keď sa pokúša vydávať špecifické zvuky reči alebo fonémy.

Prípad Pat Bennet

Pre 68-ročného Pata Bennetta je každé vyslovené slovo bojom. Trpí amyotrofickou laterálnou sklerózou (ALS), degeneratívnym ochorením, ktoré postihlo nervové bunky ovládajúce jeho hlasové a tvárové svaly. V dôsledku toho Patove  pokusy hovoriť znejú ako séria chrčania.

V laboratóriu na Stanfordskej univerzite však experimentálne rozhranie mozog-počítač dokáže transformovať Bennettove myšlienky do ľahko zrozumiteľných viet, ako napríklad „som smädný“ a „prineste mi sem okuliare“.

Tento systém je jedným z dvoch systémov opísaných v časopise Nature, ktoré využívajú priame spojenie s mozgom na obnovenie reči u človeka, ktorý túto schopnosť stratil. Jeden zo systémov dokonca simuluje vlastný hlas používateľa a ponúka hovoriaci avatar na obrazovke počítača.

Sľubná budúcnosť

Anglicky hovoriaci človek povie v priemere 160 slov za minútu. Pacienti s touto technológiou môžu komunikovať rýchlosťou až 78 slov za minútu. Pred dvoma rokmi systém zvládal len 18 slov za minútu. Posun je teda obrovský. Fascinujúci je aj spôsob, akým bola umelá inteligencia vyškolená. Skúmané osoby pohybovali perami, akoby sa snažili povedať slovo, a počítač tieto pokusy analyzoval. Na základe týchto údajov potom dokázal vytvoriť slovo.

Pre pacientov to znamená, že v blízkej budúcnosti bude veda schopná poskytnúť takmer úplnú kompenzáciu straty hlasu. Aj keď celková chybovosť systémov je približne 25 %, stále je to neuveriteľný pokrok. Nevýhodou je, že technológia je stále robustná, avšak niektoré spoločnosti (napr. Neuralink) už pracujú na bezdrôtových variantoch, ktoré zdravotne postihnutým ľuďom výrazne uľahčia život.