новости

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Сосредоточиться на

Tencent Technology News, 16 августа, по сообщениям зарубежных СМИ, в ходе эксперимента, превзошедшего ожидания, врачи имплантировали устройство интерфейса мозг-компьютер в мозг Харрелла, пациента с БАС, и успешно фиксировали то, что он пытался выразить. намерение. Затем была использована передовая технология искусственного интеллекта для создания результата, который был чрезвычайно близок к оригинальному голосу Харрелла, и это достижение дало новую надежду пациентам с нарушениями речевой коммуникации.

Мозговые имплантаты дают надежду людям с БАС, которые теряют способность говорить

Боковой амиотрофический склероз (БАС), также известный как боковой амиотрофический склероз, поражает нервные клетки, которые контролируют движение по всему телу. Заболевание приводит к тому, что пациенты постепенно теряют способность стоять, ходить и пользоваться конечностями. Иногда это также может привести к тому, что пациенты потеряют контроль над мышцами, используемыми для речи, и, следовательно, способность вербально общаться.

Когда Кейси Харрелл заболел БАС четыре года назад, он постепенно утратил способность близко взаимодействовать с женой и дочерью – от прогулок с женой, держа дочь на руках, до простого перелистывания страниц книги. Его жена, Левана Саксон, описала болезнь как «вора в ночи», молча отнявшего у него все.

Для Харрелла, которому тогда было 46 лет, нет ничего более душераздирающего, чем потеря способности говорить. Перед этим он спел последний теплый детский стишок для своей дочери и в последний раз исполнил классику Уитни Хьюстон в караоке. Закончил свою последнюю независимую презентацию Zoom в моей карьере климатического активиста.

Однако в июле прошлого года произошел внезапный поворот к лучшему. Команда врачей Калифорнийского университета в Дэвисе хирургическим путем вживила электроды в мозг Харрелла, чтобы расшифровать его мысли и восстановить его способность к вербальному общению. Этот шаг делает его последним испытуемым в передовой научной области, которая привлекает ряд хорошо финансируемых компаний, в том числе Neuralink Илона Маска, которые работают вместе, чтобы соединить человеческий мозг напрямую с компьютерами.

В обнадеживающем отчете, недавно опубликованном в Медицинском журнале Новой Англии, исследователи отмечают, что экспериментальные результаты Харрелла намного превзошли ожидания, установив новый стандарт для имплантируемых декодеров речи и подчеркнув преимущества таких устройств при нарушениях речи. Огромный потенциал для пациентов.

Хотя Эдвард Чанг, эксперт по нейрохирургии из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, не принимал непосредственного участия в лечении Харрелла, будучи пионером в области голосовых имплантатов, он посетовал: «Это, несомненно, захватывающее событие», — подчеркнул он. Несколько лет назад этот вид технологии все еще был всего лишь воображением научной фантастики, но теперь он «быстро совершенствуется и совершенствуется день ото дня».

Может распознавать 6000 слов с точностью 97,5%.

Лечебная группа имплантировала четыре электродные матрицы, похожие на крошечные ногтевые пластинки, в кору головного мозга Харрелла. Это было вдвое больше, чем в другом недавнем исследовании имплантатов в речевой области пациентов с БАС. Каждый раз, когда Харрелл пытается воспроизвести звук тонкими движениями губ, челюсти и языка, 64 наконечника каждого массива точно улавливают импульсы электрического сигнала от нейронов, обеспечивая поддержку для расшифровки его намерений.

Через три недели после операции группа ученых собралась в гостиной Харрелла в Окленде, штат Калифорния, чтобы провести беспрецедентную «церемонию подключения» — беспрепятственно подключить хрупкие имплантаты к серии высокотехнологичных компьютеров с помощью хитроумных кабелей. соединен с двумя металлическими колоннами, выступающими из черепа Харрелла.

После краткого компьютерного обучения система быстро освоила речевые модели Харрелла, и имплантат сразу же преуспел в тесте из 50 слов, записывая и анализируя его намерения с точностью 99,6%.

Этот удивительный эффект заставил ученых пересмотреть свой путь исследования и даже исключить заранее определенный этап из процесса предварительного анализа. Когда Харрелл впервые попытался спросить «Какой смысл?», хотя его голос дрожал от волнения, его улыбка не могла скрыть слез. Эта сцена стала знаковым моментом.

Для наблюдателей слова «как» и «хорошо» во рту Харрела еще могут быть непонятны, но для электродов, которые проникают глубоко в нейроны его мозга и тесно с ними связаны, эти слова очень ясны. На экране слово за словом он точно отражал те слова, которые всегда хотел высказать в глубине души.

Устройство ловко обходит ограниченные болезнью лицевые мышцы Харрелла и вместо этого подключается непосредственно к его моторной коре, где в первую очередь возникают вербальные команды. Сергей Ставиский, пионер нейробиологии из Калифорнийского университета в Дэвисе, сказал: «Ключевой прорыв заключается в точной имплантации более сложных массивов в речевой центр мозга, достигая беспрецедентной точности».

На следующий день система продемонстрировала свои удивительные способности, сумев распознать более 125 000 слов с точностью 90%, и впервые успешно сконструировала предложение, которое Харрелл думал и выражал совершенно автономно. Что еще более удивительно, так это то, что эти предложения передаются голосом, близким к собственному Харреллу, благодаря углубленному моделированию исследовательской группой и восстановлению его речевых характеристик до болезни с использованием интервью в подкастах и ​​старых записей.

«Я ищу гепарда», — сказал Харрелл однажды во время сети клинических испытаний, которую возглавлял доктор Ли Хохберг, нейробиолог из Университета Брауна и Департамента по делам ветеранов. Это было уникальное и неожиданное заявление. его второе спонтанное высказывание, а его уникальность даже побудили исследовательскую группу просмотреть видео, что в конечном итоге подтвердилось как небольшое отклонение в процессе декодирования.

Однако эта неожиданная фраза «Я ищу гепарда» незаметно послала находившемуся в палате доктору важный сигнал: имплант смог зафиксировать самые персонализированные фрагменты речи Харрелла — оказалось, что это была его дочь Айя (Ая). только что вернулась домой после того, как переоделась в комбинезон гепарда, вдохновив отца на желание участвовать в ее детских фантазиях. Затем Харрелл продолжил: «Моя любимая дочь, я слишком долго ждал этого момента».

По мере того, как ученые продолжают обучать и оптимизировать систему, ее способность распознавать голос Харрелла становится все более выдающейся. Исследования показывают, что за восемь месяцев Харрелл успешно произнес около 6000 уникальных слов, при этом устройство сохранило уровень точности 97,5%, что превысило производительность многих приложений для транскрипции голоса на смартфонах. По сравнению с предыдущими исследованиями оно достигло качественного результата. прыгнуть. В предыдущих исследованиях точность распознавания имплантата составляла всего около 75%, а это означает, что каждое четвертое слово могло быть понято неправильно.

ChatGPT оказывает помощь, и манера разговора становится более формальной.

Хотя такие устройства, как Neuralink, могут помочь в управлении курсором, имплант Харрелла вывел его на более широкий и сложный уровень языкового общения. Доктор Дэвид Брандман, нейрохирург, проводивший операцию Харреллу, сказал: «Эта технология превратилась из научной демонстрации в повседневный инструмент, который позволяет Кейси (Харреллу) беспрепятственно общаться каждый день. Разговоры с друзьями и семьей».

Этот скачок частично обусловленЧатGPTи другая помощь со стороны передовых языковых моделей искусственного интеллекта. Имплантат Харрелла может мгновенно фиксировать активность нейронов и точно преобразовывать звуки в гласные и согласные. Затем компьютер ловко объединяет эти звуковые фрагменты в слова, а затем строит предложения, гарантируя, что выходное содержание будет наиболее близко к истинному замыслу Харрелла.

В недавнем интервью Харрелл продемонстрировал этот процесс на собственном опыте: во время долгих пауз компьютер в тишине сплетал его мысли в предложения, а он точно настраивал слова через экран, в конечном итоге направляя себя на создание звука. Однако декодированные звуки Харрелла кажутся более формальными из-за склонности системы генерировать полные предложения. Исследовательская группа работает над оптимизацией алгоритма искусственного интеллекта, чтобы более точно улавливать и представлять уникальные и необычно используемые фразы Харрелла, делая общение более естественным и плавным.

Эта новая роль, казалось, раскрыла то «я», которое долгое время было скрыто для Харрелла. Он и его партнер вновь обрели смех и разделили радость жизни. Харрелл глубоко сказал, что так же, как изучение нового языка может стимулировать скрытые черты личности, его декодер речи также позволил ему восстановить те элементы личности, которые постепенно исчезли из-за болезни, даже если они были слегка деформированы между цифровыми преобразованиями, тогда подлинность сохраняется.

Он упомянул, что устройство иногда улавливало и воспроизводило его старый тон. Такие знакомые слова, как «Как дела?», исходили из его старого голоса, что заставило его рассмеяться и сказать: «Мне нравится эта сцена».

Кроме того, мозговой имплант также расширил возможности Харрелла в общении, а также повлиял на реакцию его слов со стороны окружающих. Теперь он может свободно выражать свою любовь своей пятилетней дочери Ае, и эта передача любви также побуждает ее больше открываться ему.

Харрелл также рассказал, что медицинский персонал, который посещал его в прошлом, часто ошибочно воспринимал его расстройство речи как вызванное интеллектуальным дефектом или дефектом слуха, хотя на самом деле это было далеко не так. Теперь они не только возобновили общение с нормальной громкостью, но и стали более деликатными и уважительными при прикосновениях. В связи с этим, хотя Харрелл чувствовал себя беспомощным из-за того, что в обмен на это изменение ему пришлось перенести операцию на мозге, «но я решил отпустить ситуацию».

Имплантат также вдохновил Харрелла на стремление вернуться к общественной жизни и на его желание воссоединиться со старыми друзьями, находящимися далеко, с дружбой, которая ушла из-за беспокойства и застенчивости. На этот раз, по словам Харрелла, он «воссоединится с ними приемлемым для них способом», преодолев таким образом давний барьер молчания. «Это научило меня прощению», - сказал он. «Я с нетерпением жду возможности сказать им, что все в порядке, и теперь пришло время исправить ситуацию».

В будущем он может подойти пациентам с тяжелым параличом.

Есть вопросы о том, будет ли имплант работать у пациентов с более тяжелым параличом. Ведь языковые способности Харрелла хоть и несколько деградировали, но не были потеряны полностью, что усложняло обучение.

Более того, хотя эта технология продемонстрировала значительную полезность, она не смогла эффективно облегчить финансовое бремя, возлагаемое на пациентов с БАС и их семьи. Жена Харрелла сообщила, что страховые компании будут покрывать расходы на лечение только в том случае, если пациент получит хосписную помощь или перестанет работать и получит право на участие в программе Medicaid, и эта ситуация, несомненно, усугубляет разочарование других пациентов, отказывающихся от лечения, продлевающего жизнь.

Мелани Фрид-Окен, профессор неврологии в Орегонском университете здравоохранения и науки, отметила, что именно этот экономический механизм непреднамеренно усугубляет тенденцию к обнищанию людей с ограниченными возможностями и ограничивает их доступ и выгоды от возможностей в области передовых медицинских технологий, таких как имплантаты. .

Для Харрелла жизнь в мире, где технологии могут соединить компьютеры и мозги, но не могут решить самые насущные финансовые проблемы, является эмоционально сложным опытом. Он прямо сказал: «Я чувствую себя счастливым и злым одновременно!»

В интервью Харрелл рассказал о значительном улучшении эффективности работы и независимости после операции, что не только заставило его гордиться собой, но и укрепило его решимость способствовать продвижению имплантата. Каждое утро перед запуском устройства Харрелл всегда надеется разбудить систему специальной тестовой фразой, обычно это слова, запрятанные глубоко в его сердце.

Ученые прилагают все усилия, чтобы воплотить эту мечту в реальность. До этого Харрелл пытался «разбудить» имплант на мелодию, напевая каждый день. Недавно он выбрал классическую старую песню чикагской группы, одна из которых ему особенно понравилась, и часто с любовью декламировал жене: «Если ты оставишь меня сейчас, ты заберешь самую драгоценную часть моей жизни» (Составлено). /Золотой олень)