تراشه مغزی جدید با دقت 74 درصد افکار شما را به صدا تبدیل می‌کند

فناوری تبدیل افکار به صدا می‌تواند زندگی افراد متبلا به ناتوانی‌های کلامی را دگرگون کند. اما هیچ کس دلش نمی‌خواهد تمام افکارش برای دیگران فاش شود. گروهی از پژوهشگران دانشگاه استنفورد، برای حل این مشکل یک تراشه مغزی ساخته‌اند که تنها بعد از فکر کردن به یک رمز عبور از پیش تعیین شده، شروع به رمزگشایی افکارتان می‌کند.

بیشتر افراد یک صدای درونی دارند که با آن فکر می‌کنند. حال دانشمندان موفق به توسعه یک ایمپلنت مغزی پیشرفته شده‌اند که می‌تواند گفتگوی درونی ذهن را رمزگشایی کند، اما تنها در صورتی کار می‌کند که کاربر به یک رمز عبور از پیش تعیین‌شده فکر کند. بر اساس گزارش Nature، این نوآوری، گامی بزرگ در جهت حفظ حریم خصوصی در دنیای رابط‌های مغز و کامپیوتر (BCI) است.

جلوگیری از استراق سمع ذهنی

سیستم‌های رابط مغز و کامپیوتر (BCI) سیگنال‌های مغزی را به متن یا صوت تبدیل می‌کنند و به ابزاری امیدوارکننده برای بازیابی توانایی تکلم در افرادی که دچار فلج یا کنترل محدود عضلانی هستند، تبدیل شده‌اند. اغلب این دستگاه‌ها از کاربر می‌خواهند که تلاش کند کلمات را با صدای بلند بیان کند، فرآیندی که می‌تواند خسته‌کننده و ناراحت‌کننده باشد. سال گذشته، تیمی از محققان اولین BCI برای رمزگشایی گفتار درونی را توسعه دادند که بر سیگنال‌های ناحیه‌ای از مغز به نام supramarginal gyrus متکی بود.

اما به گفته‌ی ارین کونز، مهندس عصب از دانشگاه استنفورد و یکی از نویسندگان این مقاله جدید، همواره این خطر وجود دارد که این سیستم‌ها به طور تصادفی جملاتی را که کاربر هرگز قصد بیانشان را نداشته، رمزگشایی کنند.

از سیگنال مغزی تا جمله

در این پژوهش، تیم کونز سیگنال‌های مغزی جمع‌آوری‌شده توسط میکروالکترودهای کاشته‌شده در قشر حرکتی مغز (motor cortex)، ناحیه‌ای که در حرکات ارادی نقش دارد، را در چهار شرکت‌کننده تحلیل کردند. این افراد به دلیل سکته مغزی یا بیماری نورون حرکتی، در تکلم با مشکل مواجه بودند.

ضبط فعالیت مغزی شرکت‌کنندگان نشان داد که «تلاش برای حرف زدن» و «گفتار درونی» از ناحیه‌ی یکسانی در مغز سرچشمه می‌گیرند و سیگنال‌های عصبی مشابهی تولید می‌کنند، با این تفاوت که سیگنال‌های مرتبط با گفتار درونی ضعیف‌تر بودند.

در مرحله‌ی بعد، پژوهشگران از این داده‌ها برای آموزش مدل‌های هوش مصنوعی جهت تشخیص واج‌ها، یعنی کوچکترین واحدهای گفتاری، در سیگنال‌های عصبی استفاده کردند. سپس، با به‌کارگیری مدل‌های زبانی، این واج‌ها را به صورت همزمان به یکدیگر متصل کرده تا کلمات و جملات را از یک دایره واژگان ۱۲۵,۰۰۰ کلمه‌ای استخراج کنند.

در همین رابطه بخوانید:

– تراشه مغزی نورالینک قدرت تکلم را به بیمار مبتلا به ALS بازگرداند

– مغز اجاره‌ای؟! اولین کامپیوتر زیستی دنیا با سلول‌های مغزی انسان عرضه شد

در مرحله بعد، پژوهشگران الگوریتم را به گونه‌ای تغیر دادند که تنها بعد از شناسایی الگوی مربوط به یک عبارت از پیش تعیین شده شروع به رمزگشایی گفتار کند. این دستگاه توانست ۷۴ درصد از جملاتی را که دو شرکت‌کننده در ذهن خود تصور کرده بودند، به درستی تفسیر کند. به گفته‌ی کونز، این سطح از دقت، مشابه دقت BCI قبلی همین تیم است که برای تفسیر صحبت‌های معمولی طراحی شده بود.