Группа нейрофизиологов из Университета Калифорнии в Сан-Франциско под руководством профессора Эдварда Чанга разработала революционный нейроинтерфейс, способный считывать мысли полностью парализованных людей и преобразовывать их в устную или письменную речь. Технология, описанная в журнале Nature Neuroscience, позволяет пациентам с тяжелыми формами паралича, такими, как синдром «запертого человека», вновь общаться с окружающими практически без задержек.
Ключевое отличие новой системы от существующих аналогов — высокая скорость обработки сигналов мозга. Традиционные нейроинтерфейсы работают с заметным опозданием, что делает диалог неестественным и затруднительным. Однако подход команды Чанга, основанный на сверхточных измерениях активности двигательной коры, обеспечивает плавное и быстрое преобразование мыслей в слова.
В основе технологии лежит набор из 253 электродов, которые фиксируют нейронную активность в областях мозга, отвечающих за речь. Для обучения системы ученые привлекли 47-летнюю женщину, полностью парализованную после инсульта 18 лет назад. Ее попросили мысленно произносить 1024 часто употребляемых слова, в то время как электроды записывали соответствующие паттерны активности.
Собранные данные использовались для тренировки искусственного интеллекта на базе RNN-T (рекуррентных нейронных сетей с трансдукцией) — алгоритмов, применяемых в системах автоматического перевода и распознавания речи. Благодаря этому нейросеть научилась непрерывно декодировать сигналы мозга, преобразуя их в текст и голос с частотой до 48 слов в минуту. Это в несколько раз быстрее, чем позволяли предыдущие аналоги.
«Наша система не просто распознает отдельные слова, а воспроизводит связную речь, максимально приближая общение парализованных пациентов к естественному», — поясняет профессор Чанг.
Разработка открывает новые перспективы для людей с тяжелыми неврологическими нарушениями, включая боковой амиотрофический склероз и последствия инсульта.
