فتح Digest محرر مجانًا
تختار رولا خالاف ، محررة FT ، قصصها المفضلة في هذه النشرة الإخبارية الأسبوعية.
يسعى علماء الأعصاب إلى إعطاء صوت للأشخاص غير قادرين على التحدث في مسعى سريع المتفقد لتسخير موجات الدماغ لاستعادة أو تعزيز القدرات البدنية.
الباحثون في الجامعات في جميع أنحاء كاليفورنيا والشركات ، مثل علم الأعصاب الدقيق ومقره نيويورك ، من بين أولئك الذين يحققون تقدمًا نحو توليد خطاب طبيعي من خلال مزيج من عمليات زراعة الدماغ والذكاء الاصطناعي.
لطالما ركز الاستثمار والاهتمام على عمليات الزرع التي تمكن الأشخاص المعاقين بشدة من تشغيل لوحات مفاتيح الكمبيوتر أو التحكم في الأسلحة الآلية أو استعادة بعض استخدام أطرافهم المشلولة. لكن بعض المختبرات تخطو خطوات من خلال التركيز على التكنولوجيا التي تحول أنماط الفكر إلى الكلام.
وقال إدوارد تشانغ ، وهو جراح الأعصاب بجامعة كاليفورنيا ، سان فرانسيسكو: “إننا نحرز تقدمًا كبيرًا-ونصنع صوتًا من الدماغ إلى الدماغ يجيد أن الدردشة بين شخصين يتحدثان هو هدف رئيسي”. “إن خوارزميات الذكاء الاصطناعي التي نستخدمها تصبح أسرع ونتعلم مع كل مشارك جديد في دراساتنا.”
نشر تشانغ وزملاؤه ، بما في ذلك من جامعة كاليفورنيا ، بيركلي الشهر الماضي ورقة في علم الأعصاب الطبيعة التي تفصل عملهم مع امرأة مصابة برببات الرباعي ، أو شلل الأطراف والجذع ، التي لم تكن قادرة على التحدث لمدة 18 عامًا بعد تعرضها لسكتة دماغية.
قامت بتدريب شبكة عصبية عميقة من خلال محاولة بصمت أن تقول جملًا مؤلفة باستخدام 1024 كلمة مختلفة. تم إنشاء صوت صوتها عن طريق دفق بياناتها العصبية إلى توليف خطاب مشترك ونموذج ترميز النص.
قللت هذه التقنية من التأخر بين إشارات دماغ المريض والصوت الناتج من الثواني الثماني التي حققتها المجموعة سابقًا إلى ثانية واحدة. هذا أقرب بكثير من الفجوة الزمنية 100-200 مللي ثانية في الكلام الطبيعي. كانت سرعة فك تشفير متوسط النظام 47.5 كلمة في الدقيقة ، أو حوالي ثلث معدل المحادثة العادية.
عدة آلاف من الأشخاص في السنة يمكن أن يستفيد من ما يسمى بدلة الصوت. تظل وظائفهم المعرفية أكثر أو أقل سليمة ، لكنهم عانوا من فقدان الكلام بسبب السكتة الدماغية ، واضطراب التنكس العصبي ALS وغيرها من حالات الدماغ. إذا نجحت ، يأمل الباحثون في أن يتم تمديد التقنية لمساعدة الأشخاص الذين يواجهون صعوبة في الصوت بسبب شروط مثل الشلل الدماغي أو التوحد.
بدأت إمكانات التخزين العصبي الصوتي في إثارة الاهتمام بين الشركات. تدعي شركة Precision Neuroscience أنها تلتقط إشارات الدماغ أعلى دقة من الباحثين الأكاديميين ، لأن أقطاب زراعةها معبأة بشكل أكثر كثافة.
عملت الشركة مع 31 مريضًا وخططًا قريبًا لجمع البيانات من المزيد ، مما يوفر مسارًا محتملاً للتسويق.
حصلت الدقة على تصريح تنظيمي في 17 أبريل لترك أجهزة استشعارها المزروعة لمدة تصل إلى 30 يومًا في المرة الواحدة. وقال الرئيس التنفيذي مايكل ماجر إن هذا من شأنه أن يمكّن علماءها من تدريب نظامهم بما يمكن أن يكون خلال عام “أكبر مستودع للبيانات العصبية عالية الدقة الموجودة على كوكب الأرض”.
وقالت ماجر إن الخطوة التالية هي “تصغير المكونات ووضعها في حزم مغلقة بشكل رفيع المتوافق حيوياً حتى يمكن زراعتها في الجسم إلى الأبد”.
ركزت شركة Elon Musk's Neuralink ، وهي شركة واجهة الحاسوب الدماغية الأكثر شهرة (BCI) ، على تمكين الأشخاص ذوي الشلل من التحكم في أجهزة الكمبيوتر بدلاً من منحهم صوتًا اصطناعيًا.
تتمثل عقبة مهمة أمام تطور تقنية الدماغ إلى الخزانة في الوقت الذي يستغرقه المرضى لمعرفة كيفية استخدام النظام.
والسؤال الرئيسي الذي لم تتم الإجابة عليه هو مقدار أنماط الاستجابة في القشرة الحركية – جزء الدماغ الذي يتحكم في الإجراءات الطوعية ، بما في ذلك الكلام – بين الناس. وقال نيك رامزي ، باحث في مركز الجامعة الطبي في Utrecht ، إذا ظلوا متشابهين للغاية ، يمكن استخدام نماذج التعلم الآلي المدربين على الأفراد السابقين للمرضى الجدد.
من شأن ذلك أن يسرع عملية تستغرق اليوم “عشرات أو مئات الساعات لتوليد بيانات كافية من خلال إظهار نص مشارك وطلب منهم محاولة التحدث بها”.
وقال رامزي إن جميع أبحاث الدماغ إلى الدماغ تركز على القشرة الحركية حيث تنشط الخلايا العصبية العضلات التي تنطوي على التحدث ، دون أي دليل على أنه يمكن توليد الكلام من مناطق الدماغ الأخرى أو فك تشفير الأفكار الداخلية.
وأضاف “حتى لو استطعت ، فأنت لا تريد أن يسمع الناس خطابك الداخلي”. “هناك الكثير من الأشياء التي لا أقولها بصوت عالٍ لأنها لن تكون مفيدة أو قد تؤذي الناس”.
وقال سيرجي ستافسكي ، المدير المشارك لمختبر علم الأعصاب في جامعة كاليفورنيا ، ديفيس ، إن تطور صوت اصطناعي جيد مثل الكلام الصحي لا يزال “بعيدًا عن الطرق”.
وقال إن مختبره قد أظهر أنه يمكن أن يفكك ما كان يحاول شخص ما قوله بدقة حوالي 98 في المائة. لكن الناتج الصوتي ليس فوريًا ولا يلتقط صفات الكلام المهمة مثل النغمة. وأضاف أنه لم يكن من الواضح ما إذا كان أجهزة التسجيل – الأقطاب الكهربائية – يمكن استخدامها يمكن أن تمكن التوليف من مطابقة صوت الإنسان الصحي.
وأضاف ستافيسكي أن العلماء بحاجة إلى تطوير فهم أعمق لكيفية تشفير الدماغ إنتاج الكلام وخوارزميات أفضل لترجمة النشاط العصبي إلى المخرجات الصوتية.
قال: “في نهاية المطاف ، يجب أن يوفر التورط العصبي الصوتي النطاق التعبيري الكامل للصوت البشري ، حتى يتمكنوا على سبيل المثال من التحكم في الملعب وتوقيتهم بدقة والقيام بأشياء مثل الغناء.”