Novi uređaj čita ljudske misli i pretvara ih u riječi

Kad osoba vizualizira napisane poruke, par električnih senzora detektira njenu moždanu aktivnost i pretvori je u slova

Istraživanje objavljeno 12. svibnja 2021. g. u časopisu Nature predstavilo je eksperimentalno sučelje mozak-računalo koje omogućuje čovjeku paraliziranom od vrata nadolje, da misli pretvori u riječi.

Muškarac, koji je ostao paraliziran nakon ozljede leđne moždine 2007. g., devet godina kasnije odlučio je sudjelovati u istraživačkom projektu Sveučilišta Stanford i Medicinskog instituta Howard Hughes. Nakon više godina razvoja, čovjek sada može, spajajući se na uređaj, napisati do 18 riječi u minuti, s 94-postonom točnošću. Kad su znanstvenici u program dodali automatsko ispravljanje teksta, njegova se točnost povećala na 99 posto.

"Uređaj može koristiti netko tko je imao ozljedu leđne moždine a želi i dalje raditi za kompjuterom," kaže Jaimie Henderson, neurokirurginja sa sveučilišta Stanford.

Uređaj koristi nizove mikroelektroda koji služe kao senzori i koji su smješteni blizu dijela mozga koji se koristi za pisanje, tik ispod njegove površine. Mikorelektrode mogu procesuirati [električne] signale s otprilike 100 neurona.

Prvo je istraživački tim zamolio čovjeka da zamisli kako svako slovo piše ručno, dok je računalo nadziralo aktivnost njegovog mozga, što je obučilo program za prepoznavanje različitih živčanih aktivnosti za svako slovo. Slova sličnog oblika, poput malih slova "r", "h" i "n", uzrokovala su najviše pogrešaka u programu. Na kraju je mogao vježbati pisanje riječi i rečenica, a znanstvenici bi mu postavljali pitanja kako bi on na njih odgovorio.

"Bio je vrlo sretan kad je uspio ispisati poruke kao odgovor na pitanja koja smo mu postavili", kaže Henderson za NPR [američka neprofitna medijska organizacija koja pruža vijesti, analize i kulturni sadržaj putem radijskih postaja diljem zemlje]. "Bio je prilično uzbuđen zbog toga."

Specijalistica za neurološki inženjering sa Sveučilišta Washington Amy Orsborn, koja nije bila uključena u ovu studiju, izjavila je za Guardian da je to "izuzetan napredak" na tom polju.

Uređaj je rezultat desetljeća rada na razvoju alata za pomoć paraliziranim osobama da komuniciraju. Nisu svi ti alati oslanjali se na signale mozga - Stephen Hawking je upravljao svojim računalom napinjući jedan mišić na svojem obrazu. Prethodni eksperimenti s korisnicima sučelja mozak-računalo, poput ovog novog razvijenog na Stanfordu, zahtijevali su da sudionici koriste svoje misli ili pokrete očiju kako bi na ekranu upravljali kursorom za označavanje i odabiranje slova. Međutim, to zahtijeva puno energije i pažnje od strane korisnika.

"Ako koristite praćenje očiju za rad s računalom, vaše su oči vezane uz ono što radite", kaže Henderson Matthewu Sparkesu iz New Scientista. "Ne možete pogledati gore ili oko sebe ili raditi nešto drugo. Dodatni informacijski kanal mogao bi igrati ključnu ulogu u proširenju funkcionalnosti uređaja."

Sustav temeljen na pisanju mnogo je brži, možda zato što sudionici već znaju kako je to osjećaj razmišljati o pisanju slova na papiru. Čovjek koji je koristio uređaj primijetio je da najbrže može "tipkati" kada zamisli da piše manja slova, kaže neuroznanstvenik Frank Willett iz Howard Hughes Medical Institute za Guardian.

Znanstvenici bi u budućnosti mogli koristiti u druge signale osim zamišljenog pisanja rukom za komunikaciju, primjerice tipkanje po tipkovnici. Ili "umjesto prepoznavanja slova, algoritam bi mogao prepoznavati slogove, odnosno foneme, temeljne jedinice govora", kaže Willett za The Guardian.

Uređaj se još uvijek ne može smatrati pravim prototipom, a računalo je moglo interpretirati samo mala slova i nekoliko interpunkcijskih znakova. Kako napominje John Timmer za Ars Technica, uređaj je zahtijevao kalibraciju otprilike jednom tjedno.

"Upoznat sam s ovim konceptom više od 10 godina i mislio sam da sve to pomalo zvuči kao znanstvena fantastika. Onda, otprilike pet godina kasnije, pokazalo se da nije. Napredak je veliki, a cijelokupno istraživanje je vrlo uzbudljivo", izjavio je za NPR John Ngai, direktor "Inicijative BRAIN Nacionalnog instituta za zdravlje (NIH), koja financira istraživanje. "Međutim, iako je eksperiment proveden na samo jednom ispitaniku i u laboratorijskim uvjetima, jasna je potvrda da je sama ideja izvediva."