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최근 연구에 따르면 인공지능 기술의 지원으로 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술이 상당한 발전을 이룬 것으로 나타났습니다.

캘리포니아 대학교 데이비스 캠퍼스의 의사들은 근위축성 측삭 경화증(ALS) 환자 케이시 하렐(Casey Harrell)의 뇌 바깥층에 전극을 이식하여 그가 말하려는 내용을 해독했습니다. 연구원들은 치료 결과가 기대치를 초과하여 이식된 음성 디코더에 대한 새로운 기준을 설정하고 언어 장애가 있는 사람들을 위한 이러한 장치의 잠재적인 힘을 입증했다는 것을 발견했습니다.

ALS는 신경계에 영향을 미치는 진행성 신경퇴행성 질환입니다. 이는 자발적인 근육 운동을 제어하는 ​​신경 세포(운동 뉴런)에 영향을 미쳐 근육이 점차 약화되고 위축되어 결국 환자가 걷고, 말하고, 삼키고 심지어 호흡하는 능력을 잃게 됩니다. 질병이 진행됨에 따라 말을 조절하고 삼키는 근육이 점차 손상되어 말이 불분명해지고 손 근육의 위축으로 인해 환자가 말로 표현하는 것이 어려워지고 결국 언어 능력이 저하됩니다.

언론 보도에 따르면 Harrell의 치료팀은 작은 손톱층처럼 보이는 4개의 전극 배열을 그의 뇌 바깥층에 외과적으로 이식했습니다. 이는 이전에 다른 연구에서 ALS 환자의 언어 영역에 이식된 숫자의 두 배입니다. Harrell이 말하기 위해 입술, 턱, 혀를 움직이려고 할 때 각 어레이의 64개 프로브는 뉴런에서 전기 신호를 포착했습니다.

수술 3주 후, 연구원들은 Harrell의 두개골에 있는 두 개의 금속 기둥에 연결된 전선을 통해 임플란트를 컴퓨터 배열에 성공적으로 연결했습니다.

컴퓨터가 Harrell의 연설을 잠시 학습한 후 장치는 Harrell이 말하고 싶은 내용을 99.6%의 정확도로 50단어로 녹음하기 시작했습니다.

연구원들은 이 장치가 실제로 하렐병의 약화된 안면 근육이 아니라 처음에 말하기 명령을 공식화하는 뇌의 운동 피질 부분에 의존하여 하렐병을 우회한다고 말합니다.

이번 연구를 주도한 캘리포니아 대학교 데이비스 캠퍼스의 신경과학자 세르게이 스타비스키(Sergey Stavisky)는 “핵심 혁신은 언어를 가장 잘 표현하는 뇌 영역에 더 많은 배열을 매우 정확하게 타겟팅하는 것”이라고 말했습니다.

테스트 둘째 날, 이 장치는 90% 정확도로 125,000 단어를 처리할 수 있었고 처음으로 Harrell이 직접 작성한 문장을 생성했습니다. 게다가 이 장치는 자신의 목소리와 매우 유사한 목소리로 문장을 말했습니다. 연구원들은 팟캐스트 인터뷰와 기타 오래된 녹음을 사용하여 AI를 사용하여 Harrell이 아프기 전의 목소리를 깊이 모방했습니다.

연구원들이 그의 목소리를 인식하도록 장치를 계속 훈련시키면서 성능은 점점 더 좋아졌습니다.연구에 따르면 Harrell은 8개월에 걸쳐 거의 6,000개의 다른 단어를 사용했습니다. 장치의 정확도는 97.5%로 유지됩니다.

이 점수는 음성을 기록하는 많은 전화 앱의 정확도를 능가합니다. 이는 또한 임플란트의 정확성이 약 75%로, 4단어 중 1단어가 오해될 가능성이 있는 이전 연구에 비해 개선된 것입니다.

그리고 사람들이 화면에서 커서를 움직이는 데 도움이 되는 머스크의 뇌-컴퓨터 인터페이스 Neuralink 장치와 달리 Harrell의 임플란트는 환자가 매일 사용할 수 있는 훨씬 더 크고 복잡한 언어 영역을 탐색할 수 있는 시스템입니다. 가족 및 친구와 의사 소통.

연구원들은 이 성과가 부분적으로 ChatGPT와 같은 언어 도구에 사용되는 인공 지능 모델에 기인한다고 말합니다.특정 순간에 Harrell의 임플란트는 뉴런 그룹의 활동을 포착하여 뉴런의 발화 패턴을 모음이나 자음의 소리 단위로 변환합니다. 그런 다음 컴퓨터는 그러한 소리의 문자열을 단어로, 단어의 문자열을 문장으로 집계하여 Harrell이 말하려는 내용과 가장 일치할 가능성이 가장 높은 출력을 선택합니다.

그러나 동일한 임플란트가 더 심각한 마비 환자에게 똑같이 도움이 될지는 확실하지 않습니다. 왜냐면 하렐의 언어 능력은 저하됐지만 사라지지 않았기 때문이다. 더욱이, 이러한 기술 세트는 상당한 효과를 가지고 있지만 비용이 많이 들고 대부분의 보험으로 보장받을 수 없어 일반 사람들이 감당할 수 없습니다.