Η τεχνολογία Brain-to-Voice βοηθά τον παράλυτο να μιλάει άπταιστα

Μια ομάδα μηχανικών από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Davis, δημιούργησε ένα σύστημα brain-to-voice που επιτρέπει σε άτομα με διαταραχές επικοινωνίας να μιλούν άπταιστα. Το σύστημα συνδυάζει διεπαφή εγκεφάλου-υπολογιστή (BCI), προηγμένη τεχνητή νοημοσύνη και νέες έρευνες για την υποστήριξη ομιλίας σε πραγματικό χρόνο, κατανοητής και εκφραστικής. Ακούστε ό,τι χρειάζεται να γνωρίζετε.

Τι είναι οι διαταραχές επικοινωνίας;

Όταν σκέφτεστε τι σας ορίζει, μπορεί να είναι το στυλ ή η προοπτική σας. Λίγοι άνθρωποι θα έλεγαν τη φωνή τους. Ωστόσο, κάθε φορά που μιλάτε, ακούτε τη φωνή σας, επιβεβαιώνοντας ότι είστε εσείς. Συνεπώς, η φωνή σας είναι ένα ζωτικό μέρος της ταυτότητάς σας. Η απώλεια αυτού του μέρους του εαυτού σας μπορεί να είναι επιζήμια για την ψυχική σας υγεία.

Δυστυχώς, αυτό το σενάριο είναι η πραγματικότητα για εκατομμύρια που υποφέρουν από νευρολογικές παθήσεις που μπορούν να περιορίσουν την ικανότητά τους να μιλούν άπταιστα. Παθήσεις όπως εγκεφαλικό επεισόδιο, δυσαρθρία και δυσφωνία μπορούν να οδηγήσουν σε ασαφή ή ακατανόητη ομιλία, περιορίζοντας τις δυνατότητες ενός ατόμου να επικοινωνεί αποτελεσματικά στο μέλλον.

Αυτό το σενάριο δεν είναι σπάνιο. Σύμφωνα με πρόσφατες μελέτες, σχεδόν 800.000 άνθρωποι θα υποστούν εγκεφαλικό επεισόδιο φέτος. Τα ίδια δεδομένα υποδεικνύουν ότι 1 στους 3 θύματα εγκεφαλικού θα αντιμετωπίσει κάποιο είδος προβλημάτων επικοινωνίας μετά το γεγονός. Αυτές οι παθήσεις είναι καταστροφικές για τον ασθενή και μπορούν να οδηγήσουν σε κατάθλιψη και άλλες επιβλαβείς καταστάσεις.

Πώς οι διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή (BCI) βοηθούν την επικοινωνία

Ευτυχώς, οι μηχανικοί έχουν καταβάλει μεγάλη προσπάθεια για την επίλυση αυτών των προβλημάτων. Από υπολογιστές που ελέγχονται με την αναπνοή έως λογισμικό παρακολούθησης ματιού, η τεχνολογία φαίνεται να παρέχει κάποιες λύσεις. Σε αυτό το πλαίσιο, οι διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή θεωρούνται από πολλούς η λογική εξέλιξη αυτής της τεχνολογίας.

Από τότε που ο Hans Berger κατέγραψε τη ηλεκτρική δραστηριότητα του εγκεφάλου τη δεκαετία του 1920, οι επιστήμονες προσπαθούν να χρησιμοποιήσουν αυτά τα σήματα για να εμβαθύνουν στη λειτουργία του εγκεφάλου. Ωστόσο, χρειάστηκαν σχεδόν 80 χρόνια έρευνας προτού κατάφεραν να αρχίσουν να αποκωδικοποιούν τις νευρωνικές εκκρίσεις για την αναπαραγωγή εικόνων και κινήσεων.

Σήμερα, οι BCI θεωρούνται μια αναδυόμενη τεχνολογία με εφαρμογές στην εικονική πραγματικότητα, την αυτοματοποίηση, τη διαχείριση συστημάτων και τον ιατρικό τομέα. Συγκεκριμένα, ο ιατρικός τομέας έχει δει τη χρήση αυτών των συσκευών για τη βοήθεια σε άτομα που υποφέρουν από κινητικές ή επικοινωνιακές διαταραχές.

Ασφαλώς, οι πρώτες BCI επέτρεψαν καλύτερη επικοινωνία μεταξύ ασθενών και των αγαπημένων τους. Αυτά τα πρώτα συστήματα βασίζονταν σε εμφάνιση κειμένου για την επικοινωνία. Αργότερα, το σύστημα κειμένου ενημερώθηκε ώστε να διαβάζει τις λέξεις δυνατά, δημιουργώντας φωνητικές απαντήσεις. Ενώ οι ηχητικές απαντήσεις ήταν χρήσιμες, έλειπε η ανθρώπινη αίσθηση.

Περιορισμοί των παραδοσιακών συστημάτων ομιλίας BCI

Υπάρχουν αρκετοί περιοριστικοί παράγοντες που επηρεάζουν την επιτυχία των BCI μέχρι σήμερα. Κατ’ αρχάς, η μέθοδος επικοινωνίας μέσω κειμένου δεν είναι φυσική. Είναι αμήχανη και ο συγχρονισμός είναι λανθασμένος σε σύγκριση με την ομιλία με ένα άτομο.
Οι καθυστερημένες χρονικές απαντήσεις της λειτουργίας ομιλίας και η ρομποτική φωνή επίσης απομακρύνουν τον χρήστη από το αίσθημα μιας φυσικής συνομιλίας με φίλους. Σημαντικές πτυχές όπως η δυνατότητα να ακούτε τη φωνή σας, να παρεμβαίνετε ή ακόμη και να προφέρετε λέξεις έλειπαν από αυτήν την προσέγγιση.

Μελέτη Brain-to-Voice

Ευτυχώς, μια ομάδα επιστημόνων μπορεί να έχει βρει πώς να λύσει αυτά τα προβλήματα μετά από δεκαετίες έρευνας. Η πρόσφατη μελέτη «An instantaneous voice-synthesis neuroprosthesis»¹ παρουσιάζει ένα νέο νευροπροσθετικό brain-to-voice που μπορεί άμεσα να μετατρέπει τη δραστηριότητα του εγκεφάλου σε ομιλία. Αν και βρίσκεται ακόμη στα αρχικά του στάδια, έχει τη δυνατότητα να βελτιώσει εκατομμύρια ζωές παγκοσμίως.

Όπως και οι προκάτοχοί του, η συσκευή επιτρέπει στους χρήστες να «μιλούν» μέσω υπολογιστή. Ωστόσο, αυτή η προσέγγιση βασίζεται σε αισθητήρες που εμφυτεύονται χειρουργικά στις περιοχές Broca και Wernicke του εγκεφάλου. Αυτές είναι οι περιοχές του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνες για την παραγωγή της ομιλίας.

Πηγή – Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια