Vědecký průlom ve čtení myšlenek: Vymýšlení gadgetů, které si může koupit každý

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 16:00

Inženýři z Institutu pro studium vyšší nervové aktivity dokázali vytvořit systém, který převádí myšlenky do srozumitelné a rozpoznatelné řeči. Řízením něčí mozkové aktivity technologie rekonstruuje myšlenky na slova.

Tento vědecký průlom ve spojení s výkonem umělé inteligence a syntetizérů řeči otevírá novou éru v interakci mezi počítačem a mozkem. Tím se samozřejmě otevírají i nové možnosti pro lidi, kteří z toho či onoho důvodu ztratili schopnost mluvit.

„Naše hlasy pomáhají zůstat v kontaktu s našimi přáteli, rodinou a světem kolem nás, takže ztráta hlasové síly v důsledku zranění nebo nemoci je pro lidi zničující. S dnešními znalostmi však máme potenciální způsob, jak tuto sílu obnovit. Ukázali jsme, že se správnou technologií mohou být myšlenky lidí dešifrovány a pochopeny každým posluchačem, “říká Nima Mesgarani, Ph. D. a jeden z autorů studie provedené v Ústavu duševního chování Mortimera B. Zuckermana v Kolumbii. Univerzita.

Desítky let výzkumů ukázaly, že když lidé mluví, nebo si dokonce představují, že vyslovují slova, v jejich mozcích se objevují charakteristické vzorce činnosti. Jasný a rozpoznatelný signální vzorec také vzniká, když posloucháme, jak někdo mluví, nebo si představujeme, že nasloucháme. Odborníci se po desetiletí pokoušeli tyto vzorce dešifrovat, ale teprve nyní se před nimi otevřela budoucnost, ve které už myšlenky nelze skrývat uvnitř mozku, ale naopak je lze libovolně překládat do mluvené řeči.

Dosáhnout tohoto počinu ale nebylo snadné. První pokusy o dešifrování mozkových signálů od Dr. Mesgaraniho a dalších se soustředily na jednoduché počítačové modely, které analyzovaly spektrogramy, což jsou vizuální reprezentace zvukových frekvencí.

Ale vzhledem k tomu, že tento přístup neprodukoval nic blízkého srozumitelné řeči, tým Dr. Mesgaraniho se místo toho obrátil na vokodér, počítačový algoritmus, který dokáže syntetizovat řeč poté, co byl vycvičen k nahrávání konverzací lidí.

"Je to stejná technologie, kterou Amazon Echo a Apple Siri používají k ústnímu zodpovězení našich otázek," řekl Dr. Mesgarani, který je také docentem elektrotechniky na Kolumbijské škole inženýrství a aplikované vědy Fu Foundation.

Aby naučil vokodér interpretovat mozkovou aktivitu, spojil se Dr. Mesgarani s Asheshem Dineshem Mehtou, M. D., PhD, neurochirurgem z Neuroscience Institute společnosti Northwell Health Physician Partners a spoluautorem dnešního článku. Doktor Mehta léčí pacienty s epilepsií, z nichž někteří musí podstupovat pravidelné operace.

"Ve spolupráci s Dr. Mehtou jsme požádali pacienty s epilepsií, kteří již podstoupili operaci mozku, aby poslouchali návrhy od různých lidí, zatímco jsme měřili vzorce jejich mozkové aktivity," říká Dr. Mesgarani. "Tyto nervové vzorce vycvičily vokodér."

Výzkumníci poté požádali tytéž pacienty, aby poslouchali reproduktory vyslovující čísla 0 až 9 a zároveň zaznamenávali mozkové signály, které by pak mohly projít vokodérem. Zvuk produkovaný vokodérem v reakci na tyto signály byl analyzován a zpřesněn pomocí neuronových sítí, jako je umělá inteligence, které napodobují strukturu neuronů v biologickém mozku.

Konečným výsledkem byl robotický hlas opakující sekvenci čísel. Aby si ověřila přesnost nahrávky, doktorka Mesgarani a její tým instruovali lidi, aby si nahrávku poslechli a oznámili, co slyšeli.

„Zjistili jsme, že lidé dokážou porozumět a opakovat zvuky asi 75 % času, což je mnohem lepší než jakékoli předchozí pokusy,“říká Dr. Mesgarani. Zlepšení srozumitelnosti bylo patrné zejména při srovnání nových záznamů s dřívějšími pokusy založenými na spektrogramu. "Citlivý vokodér a výkonné neuronové sítě představovaly zvuky, které pacienti původně slyšeli s úžasnou přesností."

Dr. Mesgarani a její tým nyní plánují otestovat složitější slova a věty. Mají také v úmyslu provádět stejné testy na mozkových signálech vydávaných, když člověk mluví nebo si představuje řeč. Nakonec doufají, že jejich systém může být součástí implantátu, podobného těm, které nosí někteří pacienti s epilepsií, které převádějí myšlenky nositele přímo do slov.

„V tomto scénáři, pokud si vlastník čipu myslí: ‚Potřebuji sklenici vody‘, náš systém může přijmout mozkové signály generované touto myšlenkou a převést je na syntetizovanou verbální řeč,“říká Dr. Mesgarani. "Je to změna hry a každému, kdo ztratil schopnost mluvit kvůli zranění nebo nemoci, dává technologie novou šanci komunikovat s okolním světem."

Redakční komentář The Big The One:Vzhledem k tomu, že někteří naši zaměstnanci mají určitý vztah k neurofyziologii, můžeme naprosto jednoznačně prohlásit, že řešení problému čtení myšlenek a jejich převádění do slov není problém, který by řešil nějaký doktor filozofie společně s inteligentním neurochirurgem. To je úkol pro výzkumný ústav, který to bude řešit na sto, dvě stě i více let. Navíc vůbec nejde o to, že výzkumný ústav tento problém vyřeší – i když tam přivezou všechny superpočítače NASA, na kterých začne zástup inženýrů simulovat neuronové sítě. Článek ve vědeckém časopise však lhát nebude a fakt uznání myšlenek tu rozhodně je. Jak tedy lze tyto dvě skutečnosti spojit?

Velmi jednoduché. Za posledních 20-30 let se ve světě objevilo obrovské množství naprosto neuvěřitelných a velmi složitých technologií jako jsou mikroprocesory a pevné disky. A každým dnem se objevují nové a nové vynálezy, které se zapisují některým „talentovaným studentům“, kteří sedící v garáži nasbírali kousek šrotu, o který se výzkumné ústavy 50 let potýkají. A v tomto případě tu máme vynález podobné geneze. Tedy vývoj, který dlouhá léta dělal (nebo přenášel na lidi) nějaký neznámý člověk, ale který byl zapsán na tetu a strýce z Kolumbie.

Ve skutečnosti není absolutně žádný rozdíl, koho Wikipedie zapíše jako „vynálezce“technologie. Hlavní věc je, že technologie byla představena světu pomocí vědeckého časopisu. Dále některá čínská společnost začne vyrábět takové „vychytávky“, které si zvyknou lidi na samotnou myšlenku, že jejich hlava se nyní stala zcela průhlednou. Konečně třetí etapou bude totéž orwellovské „1984“, kdy lze na dálku volně číst i myšlenky jakéhokoli člověka. Například umístěním speciálních senzorů do bytů nebo integrací speciálního čipu, který reaguje na mozkové impulsy do těla. Navíc.

Každá technologie má zpravidla obrácené použití. Například, pokud existuje technologie pro přeměnu nervových impulsů na slova, pak pomocí stejného principu můžete proměnit jakákoli slova v něčí myšlenky. V této situaci mají prezidenti různých zemí grandiózní vyhlídky na podporu absolutně všech voličů, protože nyní existuje technická příležitost, jak přimět každého voliče, aby dokonce myslel jako on - stačí dát správně modulovaný signál do zásuvky.

Obecně, co říci - vyhlídky pro svět se otevírají nejbáječněji a my se zájmem sledujeme vývoj událostí.