VIDEO: A fost creat un dispozitiv care transformă semnalele cerebrale în vorbire articulată

Cercetători de la Universitatea California din San Francisco (UCSF) au implantat electrozi în creierele unor voluntari şi au decodat semnalele produse în centrele cerebrale ale vorbirii pentru a ghida o versiune computerizată a tractului lor vocal - buze, maxilar, limbă şi laringe - să genereze vorbire articulată prin intermediul unui sintetizator vocal, potrivit Agerpres.

Acel tip de vorbire astfel obţinută a fost în cea mai mare parte inteligibilă, deşi au existat şi câteva fragmente mai puţin articulate, determinându-i pe oamenii de ştiinţă să spere că, după anumite îmbunătăţiri ale tehnologiei, vor putea să dezvolte în următorii ani un dispozitiv viabil din punct de vedere clinic pentru pacienţii care şi-au pierdut abilitatea de a vorbi.

"Am fost şocaţi când am auzit rezultatele - nu ne vedea să credem ce auzeam. A fost incredibil de interesant să constatăm că multe dintre aspectele vorbirii reale erau prezente în rezultatul final produs de sintetizator", a declarat Josh Chartier, coautor al studiului şi doctorand la UCSF. "În mod clar, mai avem de lucru pentru ca acest dispozitiv să devină mai natural şi mai inteligibil, însă suntem deja foarte impresionaţi de cât de multe lucruri au putut fi decodate din activitatea cerebrală", a adăugat el.

AVC şi alte afecţiuni, precum paralizia cerebrală, scleroza laterală amiotrofică (ALS), maladia Parkinson şi scleroza multiplă, vătămările cerebrale şi anumite forme de cancer distrug în anumite cazuri abilitatea pacienţilor de a vorbi.

Unii dintre pacienţi folosesc deja dispozitive care urmăresc mişcările oculare sau ale muşchilor faciali pentru a rosti cuvinte, cu mare greutate, pe litere, însă producerea unui text scris sau a unui limbaj sintetizat în acest fel este foarte lentă, nepermiţând mai mult de 10 cuvinte pe minut. Vorbirea naturală foloseşte în medie între 100 şi 150 de cuvinte pe minut.

Cei cinci voluntari, cu toţii capabili să vorbească, au avut şansa de a participa la acest studiu întrucât erau pacienţi diagnosticaţi cu epilepsie şi cărora urma să le fie oricum implantaţi electrozi în creier, temporar, pentru a identifica sursa crizelor, înainte de a fi operaţi de medici specializaţi în neurochirurgie. Cercetările viitoare vor testa noua tehnologie pe pacienţi care nu pot să vorbească.

Voluntarii au citit diverse texte cu voce tare în timp ce cercetătorii monitorizau activitatea din anumite regiuni ale creierului implicate în producerea limbajului. Oamenii de ştiinţă au identificat mişcările tractului vocal de care este nevoie pentru a produce vorbire şi au creat apoi "un tract vocal virtual" pentru fiecare voluntar, ce putea fi controlat de activitatea lor cerebrală şi să producă un limbaj sintetizat.

"Foarte puţini dintre noi au o idee reală, în realitate, despre ceea ce se petrece în gura noastră atunci când vorbim", a explicat neurochirurgul Edward Chang, autorul principal al acestui studiu publicat în revista Nature. "Creierul traduce acele gânduri despre ceea ce vrei să spui în mişcări ale tractului vocal şi acesta era aspectul pe care noi voiam să îl descifrăm", a adăugat el.

Cercetătorii americani au avut mai mult succes în sintetizarea unor sunete cu pronunţie mai lentă precum "ş" şi mai puţin succes cu sintetizarea unor sunete cu pronunţie mai abruptă, precum "b" şi "p". Tehnologia nu a funcţionat la fel de bine atunci când cercetătorii au încercat să decodeze activitatea cerebrală direct în limbaj, fără utilizarea unui tract vocal virtual.

"Continuăm să lucrăm pentru a face vorbirea sintetizată mai clară şi mai puţin confuză. Este, parţial, o consecinţă a algoritmilor pe care îi folosim, dar noi credem că ar trebui să putem să obţinem rezultate mai bune pe măsură ce vom îmbunătăţi această tehnologie", a declarat Josh Chartier.

"Sperăm că această descoperire va oferi o rază de speranţă oamenilor cu afecţiuni care îi împiedică să se exprime, pentru ca într-o bună zi ei să îşi poată recupera abilitatea de a comunica, deoarece ea reprezintă o parte fundamentală din ceea ce suntem noi ca oameni", a mai spus coautorul studiului.