продолжение...

Как это было?
Группу ученых из разных лабораторий и разных стран возглавил Фрэнк Гентер. Выбранный ими пациент был мужчиной 26 лет, у которого болезнь развилась в результате травмы основания мозга, полученной около 10 лет назад. Травма привела к поражению моторных нейронов и, хотя сознание и все мыслительные способности бедняги остались совершенно нормальными, он поражен почти полностью. Единственное движение, доступное ему - медленное поднимание и опускание глаз.




По словам ученых, большая сложность состояла в том, что до сих пор не существует детального описания электрической активности нейронов, связанных с речью. Поэтому им пришлось полагаться на существующие модели происходящего в нашем мозге в момент произнесения слов. По этим представлениям, звуки, прежде чем их произносят, появляются в виде активности нейронов в левой передней части премоторной коры. В нормальных обстоятельствах их сигналы передаются на моторную кору, которая и дает команды на соответствующие мускулы языка, челюстей и гортани. В данном же случае эту роль и должна взять на себя компьютеризированная система.

Чтобы научиться этому, ученые провели длительные опыты: пациент слышал звук, который выдает компьютер в ответ на его намерение, и старался научиться «формулировать» это намерение как можно внятнее. Постепенно нейроны его адаптировались, и, спустя пять месяцев, средний уровень верного распознавания паттернов электрической активности поднялся с 45 до 89%.

По словам Фрэнка Гентера, в ближайшем будущем ученые намерены расширить диапазон рабочих звуков для своей системы так, чтобы он охватил и согласные. Они работают и над новой «версией» оборудования, способного получать и обрабатывать сиг налы с большего числа электродов. Ученый уверен, что уже в следующей версии системы они увеличат это количество вдесятеро, что приведет к существенному повышению производительности. До чтения мыслей осталось совсем немного.

Впрочем, работа с пациентом началась еще 5 лет назад, когда ученые имплантировали электрод в его мозг, на границу между областью, связанной с речью, и моторным кортексом. Со временем нейроны проросли внутрь и спустя 3-5 месяцев паттерны их электрической активности стало возможным снимать с высокой точностью, через этот самый электрод.

Первые результаты
Спустя 3 года после операции исследователи начали первые пробы своего «мозгово-компьютерного интерфейса» для синтезирования речи на основе электрической активности нейронов. Электрод усиливает эту активность и, превращая ее в радиосигнал, передает на приемное устройство. Система не требует проводов - а значит, не создает дополнительного риска проникновения инфекций.

Зато приемное устройство, чтобы оно способно было качественно улавливать слабый сигнал, располагать приходится прямо на голове пациента. Пара проводящих катушек-антенн прикрепляется с помощью растворимого геля. Еще одна катушка на голове питает электрод: пропускаемое через нее электричество индуцирует в нем ток. Напомним, что это явление в ближайшем будущем может найти и куда более широкое применение - для беспроводной передачи энергии в бытовых приборах.

Снятый сигнал уже затем подается на компьютер, который проводит его первичную обработку, вычленяя данные и отбрасывая шумы. После чего за дело принимается программа-декодер, переводящий паттерны электрической активности уже в звуки. Они передаются на компьютерный синтезатор речи, который и «говорит» за больного. Речью пока что назвать это нельзя: на настоящий момент система узнает и воспроизводит 3 вида гласных звуков, но ведь это только начало. Да и для несчастного пациента, лишенного вообще какой-либо связи с окружающим миром, эти три звука просто бесценны.

Звуки, прежде чем их произносят, появляются в виде активности нейронов в левой передней части премоторной коры.

*********************************************************
Любите азартные игры, острые ощущения? Тогда азов-сити ждет вас! Играйте и выигрывайте! Удачи!