פריצת דרך מדעית בקריאת מחשבות: המצאת גאדג'טים שכל אחד יכול לקנות

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

מהנדסים מהמכון לחקר פעילות עצבית גבוהה יותר הצליחו ליצור מערכת שמתרגמת מחשבות לדיבור מובן ומוכר. על ידי שליטה בפעילות המוח של מישהו, הטכנולוגיה בונה מחדש מחשבות למילים.

פריצת דרך מדעית זו, יחד עם הכוח של AI וסינתיסייזרים דיבור, פותחת עידן חדש באינטראקציה בין המחשב למוח. כמובן שזה גם פותח הזדמנויות חדשות לאנשים שמסיבה זו או אחרת איבדו את יכולת הדיבור.

"הקולות שלנו עוזרים לשמור על קשר עם החברים, המשפחה והעולם שסביבנו, אז אובדן כוח הקול בגלל פציעה או מחלה הוא הרסני עבור אנשים. עם זאת, עם מלאי הידע של היום, יש לנו דרך פוטנציאלית להחזיר את הכוח הזה. הראינו שעם הטכנולוגיה הנכונה, מחשבותיהם של אנשים יכולות להיות מפוענחות ולהבין על ידי כל מאזין", אומרת נימה מסגרני, דוקטורט ואחת המחברים של מחקר שנערך במכון מורטימר ב' צוקרמן להתנהגות נפשית בקולומביה אוּנִיבֶרְסִיטָה.

עשרות שנים של מחקר הראו שכאשר אנשים מדברים, או אפילו מדמיינים שהם מבטאים מילים, מופיעים דפוסי פעילות אופייניים במוחם. דפוס איתות ברור ומוכר מתעורר גם כאשר אנו מקשיבים למישהו מדבר, או מדמיינים שאנו מקשיבים. מומחים ניסו לפענח את הדפוסים הללו במשך עשרות שנים, אך רק כעת נפתח בפניהם עתיד, שבו לא ניתן עוד להסתיר מחשבות בתוך המוח, אלא ניתן לתרגם אותם לשפה מדוברת כרצונם.

אבל ההישג הזה לא היה קל. ניסיונות מוקדמים לפענח אותות מוח מד ר מסגראני ואחרים התמקדו במודלים ממוחשבים פשוטים שניתחו ספקטרוגרמות, שהן ייצוגים חזותיים של תדרי קול.

אך בשל העובדה שגישה זו לא יצרה משהו קרוב לדיבור מובן, הצוות של ד ר מסגראני פנה במקום זאת ל-vokoder, אלגוריתם מחשב שיכול לסנתז דיבור לאחר שעבר הכשרה להקלטת שיחות של אנשים.

"זו אותה טכנולוגיה שבה משתמשות אמזון אקו ואפל סירי כדי לענות מילולית על השאלות שלנו", אמר ד"ר מסגראני, שהוא גם פרופסור חבר להנדסת חשמל בבית הספר להנדסה ומדע יישומי של קרן Fu של קולומביה.

כדי ללמד את ה-vocoder לפרש פעילות מוחית, ד"ר מסגראני חבר עם אשש דינש מהטה, ד"ר, דוקטורט, נוירוכירורג במכון למדעי המוח של Northwell Health Physician Partners ומחבר שותף של המאמר של היום. ד"ר מהטה מטפל בחולים עם אפילפסיה, שחלקם צריכים לעבור ניתוחים קבועים.

"בעבודה עם ד"ר מהטה, ביקשנו מחולי אפילפסיה שכבר עברו ניתוח מוח להקשיב להצעות מאנשים שונים בזמן שאנו מודדים דפוסים בפעילות המוחית שלהם", אומר ד"ר מסגרני. "תבניות עצביות אלו אימנו את הווקודר."

לאחר מכן ביקשו החוקרים מאותם מטופלים להקשיב לרמקולים המבטאים את המספרים 0 עד 9 תוך שהם מתעדים אותות מוחיים שיוכלו לעבור דרך vokoder. הצליל שהופק על ידי ה-vocoder בתגובה לאותות אלו נותח ושוכלל באמצעות רשתות עצביות כגון בינה מלאכותית המחקה את מבנה הנוירונים במוח ביולוגי.

התוצאה הסופית הייתה קול רובוטי שחוזר על רצף של מספרים.כדי לוודא את דיוק ההקלטה, דר' מסגרני והצוות שלה הנחו אנשים להאזין להקלטה ולדווח על מה שהם שומעים.

"מצאנו שבני אדם יכולים להבין ולחזור על צלילים בערך 75% מהמקרים, וזה עדיף בהרבה על כל ניסיונות קודמים", אומר ד"ר מסגראני. השיפור במובנות בלט במיוחד כאשר השוו את ההקלטות החדשות לניסיונות קודמים המבוססים על הספקטרוגרמה. "וקודר רגיש ורשתות עצביות חזקות ייצגו את הצלילים שמטופלים שמעו במקור בדיוק מדהים".

ד ר מסגרני והצוות שלה מתכננים כעת לבדוק מילים ומשפטים קשים יותר. הם גם מתכוונים לבצע את אותן בדיקות על אותות המוח הנפלטים כאשר אדם מדבר או מדמיין דיבור. בסופו של דבר, הם מקווים שהמערכת שלהם יכולה להיות חלק משתל, בדומה לאלו שלבשו כמה חולי אפילפסיה, שמתרגמים את מחשבותיו של הלובש ישירות למילים.

"בתרחיש זה, אם הבעלים של השבב חושב 'אני צריך כוס מים', המערכת שלנו יכולה לקלוט את אותות המוח שנוצרו על ידי המחשבה הזו ולהמיר אותם לדיבור מילולי מסונתז", אומר ד"ר מסגראני. "זה מחליף משחק ולכל מי שאיבד את יכולת הדיבור בגלל פציעה או מחלה, הטכנולוגיה נותנת הזדמנות חדשה לתקשר עם העולם הסובב אותו".

הערת מערכת של The Big The One: מכיוון שלחלק מהעובדים שלנו יש קשר מסוים לנוירופיזיולוגיה, אנו יכולים לקבוע באופן חד משמעי כי פתרון הבעיה של קריאת מחשבות ותרגום מחשבות אלו למילים אינה בעיה שאיזה דוקטור לפילוסופיה יכול לפתור יחד עם נוירוכירורג אינטליגנטי. זו משימה של מכון המחקר, שיפתור אותה במשך מאה, מאתיים שנה ויותר. יתרה מכך, כלל לא עובדה שמכון המחקר יפתור את הבעיה הזו - גם אם יובאו לשם כל מחשבי העל של נאס א, שעליהם קהל מהנדסים יתחיל לדמות רשתות עצביות. עם זאת, מאמר בכתב עת מדעי לא ישקר ועובדת ההכרה במחשבות בהחלט קיימת. כיצד, אם כן, ניתן לחבר את שתי העובדות הללו?

פשוט מאוד. ב-20-30 השנים האחרונות הופיעו בעולם מספר עצום של טכנולוגיות מדהימות ומורכבות מאוד כמו מיקרו-מעבדים וכוננים קשיחים. ומדי יום מופיעות עוד ועוד המצאות חדשות, שנכתבות לכמה "סטודנטים מוכשרים", שישבו במוסך, אספו חתיכה מגרוטאות מתכת, שעליה נאבקים מכוני המחקר כבר 50 שנה. ובמקרה הזה יש לנו המצאה של בראשית דומה. כלומר, התפתחות שנעשתה (או הועברה לאנשים) במשך שנים רבות על ידי אלמוני כלשהו, אך נכתבה לדודה ודוד מקולומביה.

למעשה, אין שום הבדל בכלל את מי ויקיפדיה תכתוב כ"ממציאים" של הטכנולוגיה. העיקר שהטכנולוגיה הוצגה לעולם באמצעות כתב עת מדעי. יתרה מכך, איזו חברה סינית תתחיל לייצר "גאדג'טים" כאלה שירגילו אנשים לעצם הרעיון שהראש שלהם הפך להיות שקוף לחלוטין. לבסוף, השלב השלישי יהיה אותו "1984" של אורוול, כאשר אפילו את מחשבותיו של כל אדם ניתן לקרוא בחופשיות מרחוק. למשל, על ידי הצבת חיישנים מיוחדים בדירות או שילוב שבב מיוחד המגיב לדחפים מוחיים לתוך הגוף. יתר על כך.

ככלל, לכל טכנולוגיה יש יישום הפוך. לדוגמה, אם יש טכנולוגיה להמרת דחפים עצביים למילים, אז באמצעות אותו עיקרון, אתה יכול להפוך כל מילה למחשבות של מישהו. במצב זה, לנשיאי מדינות שונות יש סיכוי גרנדיוזי להיתמך על ידי כל ציבור הבוחרים, שכן כעת יש הזדמנות טכנית לגרום לכל בוחר אפילו לחשוב כמוהו - מספיק להכניס אות מאופנן נכון לשקע.

בכלל, מה לומר - הסיכויים לעולם נפתחים הכי נפלאים ואנחנו עוקבים בעניין אחר התפתחות האירועים.