Говорить силой мысли: американцы научились переводить сигналы мозга в слова

На основе собранной информации и данных энцефалографии в реальном времени ученые определяли, какие именно слова произносит человек в уме. При распознавании ответов «да» или «нет» правильный ответ определялся

Исследователи из Университета Юты заявили о том, что добились успеха в «угадывании» слов, которые человек произносит мысленно, про себя. Утверждается, что в отдельных тестах технология не ошибалась в 90% случаев.

Американские ученые поместили два средоточия по 16 микроэлектродов непосредственно на речевые центры мозга добровольцев, испытывающих сложности с общением из-за эпилепсии. Диаметр этих своеобразных присосок был чрезвычайно мал — 1 мм. А местами их расположения стали, во-первых, лицевая область моторной коры, которая управляет движениями рта, губ, языка и лица, то есть в основном мускулами, вовлеченными в разговор, и, во-вторых, область Вернике — небольшая часть мозга, участвующая в работе с информацией, связанной с речью.

Далее при помощи этих микроэлектродов фиксировались мозговые сигналы, когда человек про себя произносил на каждое из десяти слов: да, нет, горячий, холодный, есть, пить, привет, до свидания, больше, меньше.

На основе собранной информации и данных энцефалографии в реальном времени ученые определяли, какие именно слова произносит человек в уме. При распознавании ответов «да» или «нет» правильный ответ определялся примерно в 90% случаев. С остальными словами дело, правда, обстояло сложнее — какие-то из них угадывались, что называется, через раз. При этом «произносимые» испытуемыми слова озвучивал компьютерный голос.

Научная телепатия

Новация методики заключается в том, что она использует новый тип непроникающего микроэлектрода, который не вживляется в мозг, а располагается прямо на нем. Эти электроды — миниатюрная версия более крупных электродов, вот уже порядка 50 лет используемых для традиционной электроэнцефалографии.

Для речевых центров микроэлектроды безопасны, в отличие от вживляемых электродов, которые использовались в экспериментальных устройствах, позволяя парализованным людям управлять компьютерным курсором или искусственной рукой. В то же время традиционные датчики, располагаемые на черепе, чтобы сделать запись мозговых волн, работают слишком грубо и потому не подходят для расшифровки мысленной речи.

В новом же исследовании микроэлектроды использовались, чтобы обнаружить самые трудноразличимые электрические сигналы, произведенные несколькими тысячами «нужных» нейронов.

«Мы были в состоянии расшифровать слова, используя для этого только сигналы мозга. Метод перспективен для людей, которые в силу своих заболеваний или, например, парализации не могут говорить», — рассказывает биоинженер из Университета Юты Брэдли Греджер, ведущий автор исследования.

Мозг как стадион

В России оптимизм американских исследователей воспринимают сдержанно. Как рассказали на биологическом факультете МГУ, еще выдающийся советский физиолог Петр Анохин отмечал, что электроэнцефалограмму мозга можно сравнить с шумом стадиона — это шум миллиардов нейронов и происходящих в мозге метаболических процессов. Но если отследить определенные закономерности, то только по звуку, не глядя, можно научиться определять, условно говоря, в какие ворота забили мяч.

Так и с электроэнцефалограммой — при помощи предварительных наблюдений и специального программного обеспечения действительно можно выявить, какие изменения происходят в мозге каждого конкретного человека в ответ на тот или иной вопрос, и к найденным закономерностям привязать определенный ответ.

«Достижение американцев сейчас можно назвать скорее идеологическим. Слишком много существует технических проблем, чтобы описанная методика с расположением электродов на определенных областях мозга стала использоваться в реальной жизни», — комментирует заведующий кафедрой высшей нервной деятельности биофака МГУ профессор Валерий Шульговский.

На практике это и вопросы закрепления, постоянного нахождения электродов на мозге, и вопрос, как поведут себя электроды при долговременном использовании — не станут ли они работать хуже. Американцы также отмечают, что их технологию нужно еще доводить до ума, но в ином ключе. Делать они это планируют, в частности, существенно увеличивая число микроэлектродов для обработки большего объема сигналов в интересующих областях мозга и повышения таким образом точности воспроизведения мысленной речи.

АНДРЕЙ СЕРДЕЧНОВ