Et videnskabeligt gennembrud i tankelæsning: Opfindelse af gadgets, som alle kan købe

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

Ingeniører fra Institute for the Study of Higher Nervous Activity har været i stand til at skabe et system, der omsætter tanker til forståelig og genkendelig tale. Ved at kontrollere en persons hjerneaktivitet rekonstruerer teknologien tanker til ord.

Dette videnskabelige gennembrud, kombineret med kraften fra kunstig intelligens og talesynthesizere, åbner en ny æra i samspillet mellem computeren og hjernen. Det åbner selvfølgelig også nye muligheder for mennesker, der af den ene eller anden grund har mistet taleevnen.

Vores stemmer hjælper med at holde kontakten med vores venner, familie og verden omkring os, så tab af stemmestyrke på grund af skade eller sygdom er ødelæggende for mennesker. Men med nutidens videnbeholdning har vi en potentiel måde at genoprette denne magt på. Vi har vist, at med den rigtige teknologi kan folks tanker tydes og forstås af enhver lytter,” siger Nima Mesgarani, Ph. D. og en af forfatterne til en undersøgelse udført ved Mortimer B. Zuckerman Institute of Mental Behavior i Columbia Universitet.

Årtiers forskning har vist, at når folk taler, eller endda forestiller sig, at de udtaler ord, opstår der karakteristiske aktivitetsmønstre i deres hjerner. Et tydeligt og genkendeligt signalmønster opstår også, når vi lytter til nogen, der taler, eller forestiller os, at vi lytter. Eksperter har forsøgt at tyde disse mønstre i årtier, men først nu er der åbnet sig en fremtid for dem, hvor tanker ikke længere kan skjules inde i hjernen, men i stedet kan oversættes til talesprog efter behag.

Men at opnå denne bedrift var ikke let. Tidlige forsøg på at tyde hjernesignaler fra Dr. Mesgarani og andre fokuserede på simple computermodeller, der analyserede spektrogrammer, som er visuelle repræsentationer af lydfrekvenser.

Men på grund af det faktum, at denne tilgang ikke producerede noget nær forståelig tale, henvendte Dr. Mesgaranis team sig i stedet til en vocoder, en computeralgoritme, der kan syntetisere tale efter at være blevet trænet til at optage folks samtaler.

"Dette er den samme teknologi, som Amazon Echo og Apple Siri bruger til verbalt at besvare vores spørgsmål," sagde Dr. Mesgarani, som også er lektor i elektroteknik ved Fu Foundations Columbia School of Engineering and Applied Science.

For at lære vocoderen at fortolke hjerneaktivitet gik Dr. Mesgarani sammen med Ashesh Dinesh Mehta, M. D., PhD, neurokirurg ved Northwell Health Physician Partners' Neuroscience Institute og medforfatter af dagens artikel. Dr. Mehta behandler patienter med epilepsi, hvoraf nogle skal gennemgå regelmæssige operationer.

"I samarbejde med Dr. Mehta bad vi epileptiske patienter, der allerede havde fået foretaget en hjerneoperation, om at lytte til forslag fra forskellige mennesker, mens vi målte mønstre i deres hjerneaktivitet," siger Dr. Mesgarani. "Disse neurale mønstre trænede vocoderen."

Forskerne bad derefter de samme patienter om at lytte til højttalere, der udtaler tallene 0 til 9, mens de optog hjernesignaler, som derefter kunne sendes gennem en vocoder. Lyden produceret af vocoderen som reaktion på disse signaler blev analyseret og forfinet ved hjælp af neurale netværk såsom kunstig intelligens, der efterligner strukturen af neuroner i en biologisk hjerne.

Slutresultatet var en robotstemme, der gentog en række tal. For at verificere nøjagtigheden af optagelsen instruerede Dr. Mesgarani og hendes team folk til at lytte til optagelsen og rapportere, hvad de hørte.

"Vi fandt ud af, at mennesker kan forstå og gentage lyde omkring 75 % af tiden, hvilket er langt bedre end tidligere forsøg," siger Dr. Mesgarani. Forbedringen i forståelighed var især tydelig, når man sammenlignede de nye optagelser med tidligere forsøg baseret på spektrogrammet. "En følsom vocoder og kraftfulde neurale netværk repræsenterede de lyde, som patienterne oprindeligt hørte med forbløffende nøjagtighed."

Dr. Mesgarani og hendes team planlægger nu at teste sværere ord og sætninger. De har også til hensigt at udføre de samme tests på de hjernesignaler, der udsendes, når en person taler eller forestiller sig tale. I sidste ende håber de, at deres system kan være en del af et implantat, svarende til dem, der bæres af nogle epileptiske patienter, som omsætter bærerens tanker direkte til ord.

"I dette scenarie, hvis ejeren af chippen tænker, 'jeg har brug for et glas vand', kan vores system optage hjernesignalerne, der genereres af den tanke, og konvertere dem til syntetiseret verbal tale," siger Dr. Mesgarani. "Det er en game changer, og for alle, der har mistet evnen til at tale på grund af skade eller sygdom, giver teknologien en ny chance for at kommunikere med verden omkring dem."

Redaktionel kommentar fra The Big The One:Da nogle af vores medarbejdere har et vist forhold til neurofysiologi, kan vi helt utvetydigt slå fast, at det at løse problemet med at læse tanker og omsætte disse tanker til ord ikke er et problem, som en eller anden filosofie doktor kan løse sammen med en intelligent neurokirurg. Det er en opgave for forskningsinstituttet, som skal løse den i hundrede, to hundrede eller flere år. Desuden er det slet ikke en kendsgerning, at forskningsinstituttet vil løse dette problem - selv om alle NASA-supercomputere bliver bragt dertil, hvorpå en flok ingeniører vil begynde at simulere neurale netværk. En artikel i et videnskabeligt tidsskrift vil dog ikke lyve, og kendsgerningen om anerkendelse af tanker er der bestemt. Hvordan kan disse to fakta så bringes sammen?

Meget simpelt. I de sidste 20-30 år er der dukket et stort antal helt utrolige og meget komplekse teknologier som mikroprocessorer og harddiske op i verden. Og hver dag dukker der flere og flere nye opfindelser op, som skrives ned til nogle "dygtige studerende", der sidder i garagen har samlet et stykke af skrot, som forskningsinstitutter har kæmpet om i 50 år. Og i dette tilfælde har vi en opfindelse af en lignende tilblivelse. Altså en udvikling, som er blevet lavet (eller overført til mennesker) i mange år af en eller anden ukendt person, men som er skrevet ned til en tante og onkel fra Colombia.

Faktisk er der absolut ingen forskel overhovedet, hvem Wikipedia vil skrive ned som "opfinderne" af teknologien. Det vigtigste er, at teknologien blev præsenteret for verden ved hjælp af et videnskabeligt tidsskrift. Yderligere vil nogle kinesiske firmaer begynde at producere sådanne "gadgets", der vil vænne folk til selve ideen om, at deres hoved nu er blevet fuldstændig gennemsigtigt. Endelig vil den tredje fase være den samme Orwellske "1984", hvor selv enhver persons tanker frit kan læses på afstand. For eksempel ved at placere specielle sensorer i lejligheder eller integrere en speciel chip, der reagerer på hjerneimpulser ind i kroppen. I øvrigt.

Som regel har hver teknologi en omvendt anvendelse. For eksempel, hvis der er en teknologi til at omdanne nerveimpulser til ord, så ved at bruge det samme princip, kan du gøre ethvert ord til nogens tanker. I denne situation har præsidenterne i forskellige lande en storslået udsigt til at blive støttet af absolut hele vælgerne, da der nu er en teknisk mulighed for at få enhver vælger til at tænke som ham - det er nok at sætte et korrekt moduleret signal i stikkontakten.

Generelt, hvad skal man sige - udsigterne for verden åbner sig de mest vidunderlige, og vi følger udviklingen af begivenheder med interesse.