Sci-fi sa stalo realitou: Vedci sa pomocou AI naučili čítať myšlienky bez invazívneho zákroku
Výskumníci využili umelú inteligenciu na dekódovanie písanej reči v reálnom čase.
Umelá inteligencia toho dokáže skutočne veľa, no v rámci novej štúdie sa vedcom podarilo niečo, čo je akoby vytrhnuté zo sci-fi. Pomocou sofistikovaného AI modelu dokázali myšlienky človeka pretaviť na slová, bez použitia invazívneho chirurgického zákroku, informuje Live Science.
Nový AI model dokáže zaznamenať a dekódovať mozgové signály. V rámci experimentu dokázala umelá inteligencia reprodukovať na základe zaznamenaných signálov vety, ktoré dobrovoľník písal na klávesnici. V druhej štúdii, ktorá vznikala po boku tej prvej, výskumníci zmapovali pomocou umelej inteligencie, ako mozog spracúva jazyk a ako premieňa myšlienky v písané vety.
Zistenia tejto štúdie môžu v budúcnosti viesť k vytvoreniu rozhrania mozog-počítač, ktoré si nevyžadujú invazívne chirurgické zákroky. Teoreticky by tieto rozhrania mohli pomôcť pacientom, ktorí utrpeli zranenia mozgu a stratili schopnosť komunikovať.
“Naša práca predstavuje významný krok vpred, hlavne v oblasti neinvazívneho zachytávania a dekódovania mozgových signálov,” vyjadril sa Alexander Huth, jeden z autorov štúdie.
Revolučné rozhranie mozog-počítač
V oblasti medicíny sa výskumníkom podarilo vytvoriť niekoľko rôznych rozhraní mozog-počítač, ktoré dávali pacientom možnosť opäť prehovoriť. Tieto rozhrania ale museli byť implantované priamo do mozgu pacienta. Nové zariadenia, predstavené v rámci týchto dvoch výskumov, dokážu zaznamenávať mozgovú aktivitu bez potreby invazívnej operácie.
Výskumníci využili na zaznamenávanie mozgovej aktivity techniku, ktorá sa nazýva magnetoencefalografia. Táto metóda využíva magnetické pole, ktoré vzniká elektrickými impulzmi v mozgu. Pomocou sledovania týchto magnetických polí dokázali výskumníci monitorovať neurónovú aktivitu dobrovoľníkov počas toho, ako písali vety. Následne natrénovali umelú inteligenciu aby dekódovala mozgové signály a opätovne vytvorila napísané vety, len s pomocou dát z magnetoencefalografie.
Neprehliadni
Písmená, ktoré dobrovoľníci počas experimentu písali, dokázal model dekódovať so 68% presnosťou. Častejšie sa zobrazujúce písmená dokázal AI model dekódovať s vyššou presnosťou. Menej časté písmená, napríklad Z alebo K, model nedokázal rozpoznať až tak dobre.
Zaujímavosťou je, že keď model spravil chybu, správny znak nahradil síce chybným znakom, no tento znak bol blízko na QWERTY klávesnici správnemu písmenu. Výskumníci usúdili, že AI model využíval motorické signály z mozgu na to, aby predpovedal aké písmená dobrovoľníci píšu.
Druhá štúdia výskumníkov sa zameriava na to, ako vzniká jazyk v mozgu človeka počas toho, ako človek píše na klávesnici. Na to výskumníci zachytili tisíc MEG snímok za sekundu počas toho, ako človek písal pár viet na klávesnici. Na základe detailných snímok dokázali výskumníci dešifrovať rôzne fázy toho, ako vzniká v mozgu veta.
Takto náš mozog vytvára reč
Autori štúdie zistili, že spočiatku si mozog vygeneruje informácie o kontexte a zmysle vety. Najprv teda vzniká abstraktná reprezentácia každého slova, slabiky a písmená.
“Výsledky našej štúdie nám pomohli potvrdiť dlho pretrvávajúce predpovede ohľadom toho, ako vzniká v mozgu človeka reč. Ukázali sme, že náš mozog vykonáva hierarchickú dekompozíciu vety na čoraz menšie a menšie jednotky. Následne až tieto menšie jednotky kontrolujú motorické činnosti,” píšu autori vo svojej štúdii.
Mozog zároveň používa mechanizmus, ktorý mu bráni v tom, aby jedno slovo alebo písmeno narúšalo to druhé. Na to využíva “dynamický neurónový kód”. Ten udržuje slová alebo písmená oddelené a mení sa na základe každej novej reprezentácie informácie.
Odhalené mechanizmy dovoľujú mozgu aby spájal jednotlivé písmená do slabík a slov a slová do viet. Informácie o každom slove sa v mozgu prechovávajú dlhšiu dobu. Autori štúdie nedokázali povedať, kde presne v mozgových regiónoch vznikajú špecifické interpretácie jazyka.
Nové štúdie ale predstavujú obrovský krok vpred v rámci toho, ako nielen chápeme komunikáciu, no ako by sme mohli pomôcť vrátiť schopnosť reči pacientom, ktorí o ňu prišli vplyvom choroby alebo zranenia.
