Vedecký prielom v čítaní myšlienok: Vymýšľanie gadgetov, ktoré si môže kúpiť každý

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Inžinierom z Inštitútu pre štúdium vyššej nervovej aktivity sa podarilo vytvoriť systém, ktorý premieňa myšlienky na zrozumiteľnú a rozpoznateľnú reč. Tým, že technológia ovláda niečiu mozgovú aktivitu, rekonštruuje myšlienky na slová.

Tento vedecký prielom spojený so silou AI a syntetizátorov reči otvára novú éru v interakcii medzi počítačom a mozgom. Samozrejme, že sa tým otvárajú aj nové možnosti pre ľudí, ktorí z nejakého dôvodu stratili schopnosť rozprávať.

„Naše hlasy pomáhajú udržiavať kontakt s našimi priateľmi, rodinou a svetom okolo nás, takže strata hlasovej sily v dôsledku zranenia alebo choroby je pre ľudí zničujúca. S dnešnou zásobou vedomostí však máme potenciálny spôsob, ako túto silu obnoviť. Ukázali sme, že so správnou technológiou dokáže myšlienky ľudí rozlúštiť a pochopiť každý poslucháč, “hovorí Nima Mesgarani, Ph. D. a jeden z autorov štúdie vykonanej na Inštitúte duševného správania Mortimera B. Zuckermana v Kolumbii. univerzite.

Desaťročia výskumov ukázali, že keď ľudia hovoria, alebo si dokonca predstavujú, že vyslovujú slová, v ich mozgu sa objavujú charakteristické vzorce aktivity. Jasný a rozpoznateľný signálny vzorec vzniká aj vtedy, keď počúvame niekoho, kto hovorí, alebo si predstavujeme, že počúvame. Odborníci sa tieto vzorce pokúšali dešifrovať celé desaťročia, no až teraz sa pred nimi otvorila budúcnosť, v ktorej sa myšlienky už nedajú skrývať vo vnútri mozgu, ale namiesto toho sa dajú ľubovoľne prekladať do hovorenej reči.

Dosiahnuť tento výkon však nebolo ľahké. Prvé pokusy o dešifrovanie mozgových signálov od Dr. Mesgaraniho a iných sa zamerali na jednoduché počítačové modely, ktoré analyzovali spektrogramy, čo sú vizuálne znázornenia zvukových frekvencií.

Ale vzhľadom na skutočnosť, že tento prístup neprodukoval nič blízke zrozumiteľnej reči, tím Dr. Mesgaraniho sa namiesto toho obrátil na vokodér, počítačový algoritmus, ktorý dokáže syntetizovať reč potom, čo bol vyškolený na zaznamenávanie rozhovorov ľudí.

„Ide o rovnakú technológiu, akú používajú Amazon Echo a Apple Siri na verbálne zodpovedanie našich otázok,“povedal Dr. Mesgarani, ktorý je tiež docentom elektrotechniky na Columbia School of Engineering and Applied Science od Fu Foundation.

Aby naučil vokodér interpretovať mozgovú aktivitu, Dr. Mesgarani sa spojil s Asheshom Dineshom Mehtom, M. D., PhD, neurochirurgom v Northwell Health Physician Partners' Neuroscience Institute a spoluautorom dnešného článku. Doktor Mehta lieči pacientov s epilepsiou, z ktorých niektorí musia podstupovať pravidelné operácie.

"V spolupráci s Dr. Mehtom sme požiadali epileptických pacientov, ktorí už podstúpili operáciu mozgu, aby počúvali návrhy od rôznych ľudí, zatiaľ čo sme merali vzorce ich mozgovej aktivity," hovorí Dr. Mesgarani. "Tieto nervové vzorce vycvičili vokodér."

Vedci potom požiadali tých istých pacientov, aby počúvali reproduktory vyslovujúce čísla 0 až 9 a zároveň zaznamenávali signály mozgu, ktoré by potom mohli prechádzať cez vokodér. Zvuk produkovaný vokodérom v reakcii na tieto signály bol analyzovaný a spresnený pomocou neurónových sietí, ako je umelá inteligencia, ktorá napodobňuje štruktúru neurónov v biologickom mozgu.

Konečným výsledkom bol robotický hlas opakujúci postupnosť čísel. Na overenie presnosti nahrávky doktorka Mesgarani a jej tím inštruovali ľudí, aby si nahrávku vypočuli a oznámili, čo počuli.

„Zistili sme, že ľudia dokážu porozumieť a opakovať zvuky asi 75 % času, čo je oveľa lepšie ako akékoľvek predchádzajúce pokusy,“hovorí Dr. Mesgarani. Zlepšenie zrozumiteľnosti bolo evidentné najmä pri porovnaní nových záznamov s predchádzajúcimi pokusmi založenými na spektrograme. "Citlivý vokodér a výkonné neurónové siete predstavovali zvuky, ktoré pacienti pôvodne počuli s úžasnou presnosťou."

Doktorka Mesgarani a jej tím teraz plánujú otestovať zložitejšie slová a vety. Majú tiež v úmysle vykonať rovnaké testy na mozgových signáloch, ktoré sa vydávajú, keď osoba hovorí alebo si predstavuje reč. Nakoniec dúfajú, že ich systém môže byť súčasťou implantátu, podobného tým, ktoré nosia niektorí epileptickí pacienti, ktoré prekladajú myšlienky nositeľa priamo do slov.

„V tomto scenári, ak si majiteľ čipu myslí: 'Potrebujem pohár vody', náš systém môže prijať signály mozgu generované touto myšlienkou a previesť ich na syntetizovanú verbálnu reč,“hovorí Dr. Mesgarani. "Mení to hru a každému, kto stratil schopnosť hovoriť v dôsledku zranenia alebo choroby, technológia dáva novú šancu komunikovať s okolitým svetom."

Redakčný komentár The Big The One:Keďže niektorí naši zamestnanci majú určitý vzťah k neurofyziológii, môžeme úplne jednoznačne konštatovať, že vyriešiť problém s čítaním myšlienok a ich preklad do slov nie je problém, ktorý by riešil nejaký doktor filozofie spolu s inteligentným neurochirurgom. To je úloha pre výskumný ústav, ktorý to bude riešiť sto, dvesto aj viac rokov. Navyše vôbec nejde o to, že výskumný ústav tento problém vyrieši – aj keď tam dovezú všetky superpočítače NASA, na ktorých začne zástup inžinierov simulovať neurónové siete. Článok vo vedeckom časopise však nebude klamať a fakt uznania myšlienok tam určite je. Ako teda možno tieto dve skutočnosti spojiť?

Veľmi jednoduché. Za posledných 20-30 rokov sa vo svete objavilo obrovské množstvo úplne neuveriteľných a veľmi zložitých technológií, akými sú mikroprocesory a pevné disky. A každým dňom pribúdajú nové a nové vynálezy, ktoré sa zapisujú niektorým „talentovaným študentom“, ktorí sediaci v garáži pozbierali kúsok železného šrotu, o ktorý sa výskumné ústavy 50 rokov borili. A v tomto prípade tu máme vynález podobnej genézy. Teda vývoj, ktorý dlhé roky robil (alebo prenášal na ľudí) nejaký neznámy človek, no ktorý bol zapísaný na tetu a strýka z Kolumbie.

V skutočnosti nie je absolútne žiadny rozdiel, koho Wikipedia zapíše ako „vynálezcov“technológie. Hlavná vec je, že technológia bola predstavená svetu pomocou vedeckého časopisu. Ďalej, nejaká čínska spoločnosť začne vyrábať také „vychytávky“, ktoré si zvyknú ľudí na samotnú myšlienku, že ich hlava je teraz úplne priehľadná. Napokon, treťou etapou bude ten istý orwellovský „1984“, keď aj myšlienky akejkoľvek osoby možno voľne čítať z diaľky. Napríklad umiestnením špeciálnych senzorov do bytov alebo integráciou špeciálneho čipu, ktorý reaguje na impulzy mozgu do tela. Navyše.

Každá technológia má spravidla spätnú aplikáciu. Napríklad, ak existuje technológia na premenu nervových impulzov na slová, potom pomocou rovnakého princípu môžete premeniť akékoľvek slová na niekoho myšlienky. V tejto situácii majú prezidenti rôznych krajín grandiózne vyhliadky na podporu absolútne celého elektorátu, keďže teraz existuje technická príležitosť prinútiť každého voliča myslieť ako on - stačí dať správne modulovaný signál do zásuvky..

Vo všeobecnosti, čo povedať - vyhliadky pre svet sa otvárajú najúžasnejšie a so záujmom sledujeme vývoj udalostí.