دانشمندان یک ایمپلنت جدید برای تبدیل افکار به صوت و متن ساختند

پژوهشگران در یک همکاری میان‌رشته‌ای در دانشگاه کالیفرنیا، سانفرانسیسکو و برکلی ، موفق به ساخت یک ایمپلنت مغزی پیشرفته شده‌اند که قادر است سیگنال‌های مغزی مرتبط با افکار خام و درونی را به گفتار قابل فهم تبدیل کند. این دستاورد که نتایج آن در مجله Cell منتشر شده است، یک گام بزرگ رو به جلو در مقایسه با فناوری‌های پیشین محسوب می‌شود، زیرا دیگر نیازی نیست که کاربر برای انتقال پیام، تلاشی برای صحبت کردن یا تصور حرکات فیزیکی انجام دهد و به این ترتیب، ارتباطی بسیار طبیعی‌تر و نزدیک‌تر به گفتگوی واقعی را ممکن می‌سازد.

تاکنون، موفق‌ترین سیستم‌های رابط مغز و رایانه بر پایه رمزگشایی از «تلاش برای گفتار» کار می‌کردند. در آن روش، فرد فلج سعی می‌کرد عضلات صوتی خود را حرکت دهد و دستگاه، سیگنال‌های مغزی مرتبط با این تلاش را به کلمات تبدیل می‌کرد. این روش را می‌توان به خواندن دستورات حرکتی مغز تشبیه کرد. اما فناوری جدید، مستقیماً به سراغ گفتار درونی می‌رود؛ یعنی فرآیند کاملاً ذهنی و انتزاعی فکر کردن به کلمات، بدون هیچ‌گونه تلاش فیزیکی. این جهش، مانند حرکت از خواندن دستورات حرکتی به خواندن خودِ افکار است.

این سیستم روی چهار زن که به دلیل سکته مغزی یا بیماری ALS توانایی تکلم خود را از دست داده بودند، آزمایش شد. الکترود‌های بسیار نازکی روی سطح مغز آنها، در نواحی مرتبط با زبان، کاشته شد. این الکترود‌ها الگو‌های پیچیده و ظریف فعالیت عصبی را هنگام فکر کردن شرکت‌کنندگان به کلمات خاص ثبت کردند.

هوش مصنوعی چگونه افکار را می‌خواند؟

قلب این فناوری، یک الگوریتم هوش مصنوعی پیچیده است. رمزگشایی یک کلمه کامل از سیگنال‌های مغزی بسیار دشوار است، بنابراین سیستم یک رویکرد هوشمندانه‌تر را در پیش می‌گیرد: الگو‌های مغزی را به واج‌ها، یعنی کوچک‌ترین واحد‌های صوتی یک زبان (مانند «آ»، «ب»، «پ»)، ترجمه می‌کند. این استراتژی به مراتب کارآمدتر است، زیرا تعداد واج‌ها در یک زبان محدود است (حدود ۴۴ واج در انگلیسی) و شناسایی آنها برای هوش مصنوعی ساده‌تر از شناسایی هزاران کلمه است.

سپس با استفاده از مدل‌های زبانی قدرتمند و محاسبات احتمالاتی، این واج‌ها را مانند قطعات پازل کنار هم قرار می‌دهد تا کلمات و جملات کامل را با دایره واژگانی شامل ۱۲۵،۰۰۰ کلمه بازسازی کند. این دایره واژگان وسیع، به سیستم اجازه می‌دهد تا مکالمات پیچیده و متنوعی را تولید کند.

در بهترین حالت، این سیستم توانست به دقت ۷۴ درصد در رمزگشایی افکار دست یابد. اگرچه این میزان هنوز پایین‌تر از دقت ۹۰ درصدی سیستم‌های مبتنی بر «تلاش برای گفتار» است، اما یک موفقیت بزرگ محسوب می‌شود، زیرا رمزگشایی از افکار خام و درونی بسیار پیچیده‌تر است. این دستاورد نشان می‌دهد که رمزگشایی از افکار خام امکان‌پذیر است و می‌تواند در آینده به یک روش ارتباطی طبیعی‌تر و کم‌زحمت‌تر تبدیل شود.

حریم خصوصی افکار، یک چالش اساسی

یکی از بزرگ‌ترین نگرانی‌ها در مورد چنین فناوری، حفظ حریم خصوصی افکار است. این‌که دستگاهی بتواند افکار ناخواسته، خصوصی یا حتی افکاری که فرد از بیانشان پشیمان می‌شود را بخواند، یک چالش اخلاقی جدی ایجاد می‌کند. پژوهشگران برای حل این مشکل و دادن کنترل کامل به کاربر، یک مکانیزم کنترلی هوشمندانه طراحی کرده‌اند.

کاربر می‌تواند با فکر کردن به یک سیگنال ذهنی خاص و از پیش تعیین‌شده مانند تصور فشار دادن یک دکمه، سیستم را فعال یا غیرفعال کند. این کلید روشن/خاموش ذهنی در آزمایش‌ها تا ۹۸ درصد موفقیت‌آمیز بود و به کاربر این امکان را می‌دهد که کنترل کاملی بر زمان خوانده شدن افکارش داشته باشد و تنها زمانی که اراده می‌کند، دستگاه افکار او را ترجمه کند.

محققان تأکید می‌کنند که این فناوری هنوز در مراحل اولیه است و برای بهبود دقت و کارایی آن، به سخت‌افزار‌های پیشرفته‌تر (مانند الکترود‌هایی با تراکم بالاتر) و گسترش نقشه‌برداری از مغز برای پوشش دادن نواحی بیشتری از قشر مغز نیاز است. با این حال، این دستاورد امید‌های تازه‌ای را برای میلیون‌ها نفر در سراسر جهان که به دلیل بیماری یا آسیب، توانایی ارتباط کلامی خود را از دست داده‌اند، زنده می‌کند و آینده‌ای را نوید می‌دهد که در آن، سکوت ناشی از ناتوانی، با قدرت ذهن شکسته خواهد شد.