Tieteellinen läpimurto: kuinka neuroliitäntä muuntaa kuvitteellisen puheen todelliseksi viestinnäksi.
Sisällysluettelo
Tutkijat ovat kehittäneet uuden neurorajapinnan, jonka avulla halvaantuneet ihmiset voivat muuttaa ajatuksensa puheeksi yksinkertaisesti kuvittelemalla, kuinka he puhuvat itselleen. Tämä läpimurto avaa uusia mahdollisuuksia kommunikaation palauttamiseksi ihmisille, jotka ovat menettäneet puhekykynsä erilaisten sairauksien tai vammojen vuoksi.
Nykyaikaiset neuroliittymät pystyvät jo tulkitsemaan hermoston toimintaa puheeksi, mutta tämä edellyttää fyysistä puhumista, mikä voi vaatia huomattavaa ponnistelua. Siksi on kehitetty vähemmän energiaa kuluttava lähestymistapa, joka perustuu puheen kuvittelemiseen.
Puheen kuvitteleminen: vaihtoehtoinen ja mukava tapa kommunikoida
”Halusimme selvittää, esiintyykö samanlaisia aktiivisuusmalleja, kun ihminen vain kuvittelee sanoja mielessään. Huomasimme, että tämä voi olla vaihtoehtoinen ja jopa mukavampi tapa ihmisille, joilla on halvaus, käyttää tällaisia järjestelmiä viestinnän palauttamiseksi”, sanoo neurobiologi Benjamin Meshedy-Krasa Stanfordin yliopistosta.
Cell-lehdessä julkaistuihin kokeisiin osallistui neljä vakavasti halvaantunutta henkilöä, joiden halvaantuminen johtui joko amyotrofisesta lateraaliskleroosista tai aivohalvauksesta. Heille oli implantoitu mikroelektrodit motoriseen aivokuoreen.
Jokaista osallistujaa pyydettiin yrittämään lausua sanaluettelo ja lauseita sekä yksinkertaisesti kuvittelemaan niiden lausumista. Tutkijat havaitsivat, että aivojen aktiivisuus oli samanlainen molemmissa tapauksissa, vaikka mielikuvituksen signaalit olivat heikompia.
Tekoälyn koulutus: signaalien tunnistaminen ja dekoodaus
Tiimi opetti tekoälymallin tunnistamaan nämä signaalit ja dekoodaamaan ne käyttämällä jopa 125 000 sanan sanatietokantaa. Sisäisen puheen luottamuksellisuuden varmistamiseksi tutkijat ohjelmoivat tekoälyn avautumaan vain silloin, kun henkilö ajatteli salasanaa ”Chitty Chitty Bang Bang”, jonka järjestelmä tunnisti 98 prosentin tarkkuudella.
Kokeiden aikana kävi ilmi, että pelkkä sanan esittäminen riittää mallin dekoodaamaan sen oikein 74 %:ssa tapauksista. Tämä on vakuuttava todiste konseptin toimivuudesta, vaikka menetelmä on vielä vähemmän luotettava kuin puhetta dekoodaavat käyttöliittymät, totesi tiimin jäsen Frank Willett, myös Stanfordista.
Anturien ja tekoälyn parantaminen: tarkkuuden parantaminen lähivuosina
Hänen mukaansa anturien ja tekoälyn jatkokehitys voi parantaa tarkkuutta lähivuosina. Tutkijat ovat vakuuttuneita, että jatkotutkimus ja -kehitys parantavat merkittävästi neuroliittimen tarkkuutta ja luotettavuutta.
Osallistujat ilmaisivat selkeän mieltymyksensä tätä järjestelmää kohtaan, koska se toimii nopeammin ja vaatii vähemmän ponnisteluja kuin puheyrityksiin perustuvat menetelmät, lisäsi Meshed-Krasa.
Tutkimus avaa ”mielenkiintoisen suunnan” tuleville neuroliittymille, katsoo neurofysiologi Mariska Vanstenzel Utrechtin yliopistollisesta lääketieteellisestä keskuksesta. Siinä ei kuitenkaan tehdä selkeää eroa puheyrityksen, sen välillä, mitä haluamme sanoa, ja ajatusten, jotka haluamme pitää omana tietonamme.
Käsitteiden erottelu ja yksityisyyden suoja: käyttäjän päätökset ja ajatusten hallinta
”En ole varma, että kaikki osallistujat pystyivät selvästi erottamaan nämä eri käsitteet – mielikuvituksen ja puheyritykset”, hän selitti.
Tutkijan mukaan on syytä harkita salasanan kytkemistä päälle tai pois päältä käyttäjän päätöksestä riippuen – halutaanko ajatuksia jakaa keskustelun aikana.
”Meidän on varmistettava, että neuroliittymän kautta ilmaistut ajatukset ovat juuri sitä, mitä ihmiset haluavat kertoa maailmalle, eivätkä asioita, jotka he haluaisivat pitää salassa”, , korosti Vanstenzel.
On tärkeää, että neuroliittymä antaa käyttäjälle täyden hallinnan siitä, mitkä ajatukset ja lausunnot välitetään ulkomaailmaan.
Darem Universityn professori Benjamin Alderson-Day on vakuuttunut, että on ennenaikaista kutsua tätä järjestelmää ajatusten lukemiseksi.
”Se toimii vain hyvin yksinkertaisilla kielellisillä esimerkeillä. Jos ajatuksesi rajoittuvat yksittäisiin sanoihin, kuten ”puu” tai ‘lintu’, silloin on ehkä syytä huolestua. Mutta vapaaseen ajatusten ja salaisimpien ajatusten kaappaamiseen on vielä pitkä matka”, hän rauhoitti.
Tällä hetkellä neuroliitäntä pystyy dekoodaamaan vain yksittäisiä sanoja ja yksinkertaisia lauseita.
Kaikki neuroliittymät ovat liittovaltion viranomaisten valvonnassa, jotta ”korkeimmat lääketieteellisen etiikan standardit” täyttyvät, Willett vakuutti.
Mielenkiintoisia faktoja neuroliittymistä
Neuroliittymiä käytetään motoristen toimintojen palauttamiseen, neurologisten häiriöiden hoitoon ja kognitiivisten kykyjen parantamiseen.
Neuroliittimiä on erilaisia, mukaan lukien invasiiviset (elektrodien implantointi aivoihin) ja ei-invasiiviset (elektroenkefalografian käyttö).
Neuroliittimien kehittäminen on nopeasti kehittyvä tieteen ja tekniikan ala, jolla on suuri potentiaali parantaa vammaisten ihmisten elämää.
Yhteenvetona voidaan todeta, että neurorajapinnan kehittäminen ajatusten muuttamiseksi puheeksi on tärkeä askel kommunikaation palauttamisessa halvaantuneille ihmisille. Vaikka teknologia on vielä varhaisessa kehitysvaiheessa ja vaatii edelleen parantamista, se avaa uusia mahdollisuuksia parantaa vammaisten ihmisten elämänlaatua.
