CDR.cz - Vybráno z IT

Vědci učí počítače rozumět mozku: Hlas z myšlenek už není sci-fi

Zdroj: Shutterstock

Ztráta hlasu – pro většinu lidí nepředstavitelná představa. Ale pro tisíce pacientů po mozkové mrtvici, s ALS nebo těžkým postižením je to každodenní realita. Mozek přitom stále tvoří slova – jen nemá jak je sdělit. To se ale brzy může změnit. Vědci z Kalifornie a neurotechnologické firmy v čele s Precision Neuroscience rozjíždějí doslova závod s časem – učí počítače „naslouchat“ mozkovým vlnám a převádět je do řeči. Nejde o sci-fi. Jde o vědecký pokrok, který se odehrává právě teď.

Za tímto přelomem stojí kombinace hlubokého strojového učení, miniaturních implantátů a neúnavné lidské snahy obnovit to nejzákladnější spojení – možnost komunikace. V popředí je tým neurochirurga Edwarda Changa z Kalifornské univerzity v San Franciscu. Ten spolu se svými kolegy nedávno publikoval v časopise Nature Neuroscience studii, v níž popsali pozoruhodný úspěch: žena s kvadruplegií, která 18 let nepromluvila jediné slovo, se díky jejich technologii „ozvala“. Jak?

Pomocí neurální sítě – umělé inteligence trénované na 1024 různých slovech, která žena pouze „v duchu“ vyslovovala. Její mozková aktivita byla přenášena do systému, který nejen rozpoznal slova, ale dokázal z nich vytvořit syntetizovaný hlas. A ten nebyl vzdálený realitě – časový skluz mezi myšlenkou a zvukem se podařilo snížit z osmi sekund na jednu. To je obrovský posun směrem k přirozenému rozhovoru, který má zpoždění jen 100–200 milisekund.

Naděje pro tisíce lidí

Tato „hlasová neuroprotéza“ by mohla změnit životy tisíců lidí ročně. Pro ty, jejichž kognitivní schopnosti zůstaly neporušené, ale hlasivky nebo nervová spojení byly poškozeny, je to záblesk naděje. A nejen pro ně. Technologie by mohla v budoucnu pomoci i lidem s autismem nebo dětskou mozkovou obrnou, kteří mají potíže s verbální komunikací.

Přichází i byznys

Zatímco univerzitní týmy ladí přesnost algoritmů, do hry vstupují i soukromé firmy. Precision Neuroscience z New Yorku tvrdí, že jejich implantáty s hustěji osazenými elektrodami zachycují signály z mozku s vyšším rozlišením než akademické týmy. Spolupracovali už s 31 pacienty a plánují získat data od dalších. Jejich ambice? Vytvořit největší databázi mozkových signálů na světě.

Regulátoři jim v dubnu povolili ponechat senzory v těle až 30 dní. To umožní hlubší učení systému – a posune celý výzkum o krok blíž ke komercializaci. Další krok? Zmenšit součástky, hermeticky je uzavřít do biokompatibilního obalu a umožnit jejich trvalou implantaci.

Neuralink a jiní

Zatímco firmy jako Precision cílí na obnovu hlasu, Elon Musk a jeho Neuralink míří trochu jinam. Jejich cílem je spíše ovládání počítače myslí než rekonstrukce řeči. Ale i tady se sbíhají cesty – dekódování mozku je klíčem ke všemu.

Podle výzkumníka Nicka Ramseyho z univerzitního centra v Utrechtu je zatím všechna práce zaměřena na motorickou kůru – oblast mozku, která ovládá svaly, včetně těch mluvních. „Zatím není důkaz, že bychom mohli dekódovat vnitřní myšlenky. A i kdyby to šlo, nechtěli byste, aby je někdo slyšel,“ podotýká Ramsey s nadsázkou. „Některé věci je lepší neříkat nahlas.“

Pomalý, ale jistý pokrok

Jak daleko jsme od syntetického hlasu, který by byl k nerozeznání od přirozeného? Odpověď není jednoduchá. Sergey Stavisky z Kalifornské univerzity v Davisu uvádí, že jeho tým umí s 98% přesností dekódovat, co se pacient snaží říct – ale hlasový výstup zatím není plynulý a chybí mu nuance, jako je tón nebo intonace. Navíc stále není jisté, zda aktuální elektrody mají dostatečné rozlišení, aby zachytily všechny jemnosti potřebné k napodobení skutečného hlasu.

„Cílem je, aby neuroprotéza dokázala zachytit celý výrazový rozsah lidského hlasu – včetně tónu, rytmu nebo i schopnosti zpívat,“ říká Stavisky.

Před vědci ještě stojí zásadní výzvy: miniaturizace technologií, zrychlení dekódování, zajištění kompatibility mezi různými pacienty i ochrana soukromí. Ale jedno je jisté: vize, kde člověk bez hlasu může díky svým myšlenkám znovu komunikovat se světem, už není pouhou fikcí. Je to blízká budoucnost.

Tagy: 
Zdroje: