Moždani implantat za čitanje misli s passwordom

Motorni korteks mozga sadrži regije koje kontroliraju kretanje, uključujući mišićne pokrete koji proizvode govor. Mozak-računalo sučelje (BCI) koristi sitne nizove mikroelektroda, kirurški implantiranih u površinski sloj mozga, za izravno snimanje obrazaca neuronske aktivnosti. Ti se signali putem kabelske veze dovode do računalnog algoritma koji ih prevodi u radnje poput govora ili pomicanja računalnog kursora.

Kako bi dekodirali neuronsku aktivnost koju su prikupili nizovi u riječi koje pacijent želi izgovoriti, istraživači koriste strojno učenje kako bi istrenirali računalo da prepozna ponovljive obrasce neuronske aktivnosti povezane sa svakim "fonemom" - najsitnijim jedinicama govora, a zatim foneme spajaju u rečenice.

Docent neurokirurgije Frank Willett i njegovi kolege sa Sveučilišta Stanford, prethodno su pokazali da, kada osobe s paralizom pokušavaju napraviti pokrete govora ili pisanja (iako to ne mogu jer su im mišići grla, usana, jezika i obraza ili živčane veze s njima preslabi), BCI može uhvatiti rezultirajuće moždane signale i prevesti ih u riječi s visokom točnošću.

Nedavno su znanstvenici napravili još jedan važan korak: istražili su moždane signale povezane s "unutarnjim govorom" ili jezično utemeljenim, ali tihim, neizrečenim mislima.

Unutarnji govor (također nazvan „unutarnji monolog“ ili samogovor) je zamišljanje govora u vašem umu, odnosno zamišljanje zvukova govora, osjećaja govora ili oboje.

Istraživači su proučavali četiri osobe s teškim govornim i motoričkim oštećenjima kojima su mikroelektrodni nizovi postavljeni u motorička područja mozga. Otkrili su da unutarnji govor izaziva jasne i snažne obrasce aktivnosti u tim područjima mozga. Otkrili su da te signale mogu dekodirati dovoljno dobro da bi demonstrirali dokaz koncepta. To daje nadu da bi budući sustavi mogli vratiti tečan, brz i ugodan govor osobama s paralizom samo putem unutarnjeg govora.

Postojanje unutarnjeg govora u motoričkim regijama mozga povećava mogućnost da bi mogao slučajno "procuriti". Drugim riječima, BCI bi mogao dekodirati nešto što je korisnik namjeravao samo pomisliti, a ne izgovoriti naglas. Iako bi to moglo uzrokovati pogreške u trenutnim BCI sustavima dizajniranim za dekodiranje pokušaja govora, BCI-ji još nemaju rezoluciju i vjernost potrebnu za točno dekodiranje brzog, neograničenog unutarnjeg govora, pa bi to vjerojatno rezultiralo samo iskrivljenim izlazom.

Iz tog razloga razvili su novi način treniranja BCI-ja da učinkovitije ignorira unutarnji govor, sprječavajući da ga BCI slučajno uhvati. Za BCI-je sljedeće generacije koji su namijenjeni izravnom dekodiranju unutarnjeg govora, što bi moglo omogućiti veće brzine i veću udobnost, pokazali su sustav zaštite lozinkom koji sprječava dekodiranje bilo kakvog unutarnjeg govora osim ako korisnik prvo ne zamisli lozinku (na primjer, rijetku frazu koja se inače ne bi slučajno zamislila, poput, kako kažu, „Narančasta, drago ti je što nisam rekao banana“). Ta metoda se pokazala izuzetno učinkovita u sprječavanju nenamjernog curenja unutarnjeg govora.

Znanstveni rad o ovom istraživanju objavljen u časopisu Cell možete pronaći na ovoj poveznici.