L'IA peut désormais décoder des mots directement à partir des ondes cérébrales

  • Phillip Hopkins
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Les neuroscientifiques apprennent aux ordinateurs à lire des mots tout droit sortis du cerveau des gens.

Kelly Servick, écrivant pour Science, a rendu compte cette semaine de trois articles publiés sur le serveur de pré-impression bioRxiv dans lesquels trois équipes différentes de chercheurs ont démontré qu'elles pouvaient décoder la parole à partir d'enregistrements de neurones déclenchés. Dans chaque étude, des électrodes placées directement sur le cerveau ont enregistré l'activité neuronale tandis que les patients en chirurgie cérébrale écoutaient la parole ou lisaient des mots à haute voix. Ensuite, les chercheurs ont essayé de comprendre ce que les patients entendaient ou disaient. Dans chaque cas, les chercheurs ont pu convertir l'activité électrique du cerveau en fichiers sonores au moins assez intelligibles..

Le premier article, publié sur bioRxiv le 10 octobre 2018, décrit une expérience dans laquelle des chercheurs ont joué des enregistrements de la parole à des patients épileptiques qui étaient en pleine chirurgie cérébrale. (Les enregistrements neuronaux pris dans l'expérience devaient être très détaillés pour être interprétés. Et ce niveau de détail n'est disponible que dans les rares circonstances où un cerveau est exposé à l'air et des électrodes sont placées directement dessus, comme en chirurgie cérébrale .) [Images 3D: Explorer le cerveau humain]

Pendant que les patients écoutaient les fichiers sonores, les chercheurs ont enregistré des neurones qui se déclenchent dans les parties du cerveau des patients qui traitent le son. Les scientifiques ont essayé un certain nombre de méthodes différentes pour transformer ces données de déclenchement neuronal en parole et ont constaté que «l'apprentissage en profondeur» - dans lequel un ordinateur essaie de résoudre un problème plus ou moins sans surveillance - fonctionnait le mieux. Lorsqu'ils ont joué les résultats via un vocodeur, qui synthétise des voix humaines, pour un groupe de 11 auditeurs, ces personnes ont pu interpréter correctement les mots 75% du temps..

Vous pouvez écouter l'audio de cette expérience ici.

Le deuxième article, publié le 27 novembre 2018, s'appuyait sur des enregistrements neuronaux de personnes subissant une intervention chirurgicale pour retirer des tumeurs cérébrales. Alors que les patients lisaient à haute voix des mots d'une seule syllabe, les chercheurs ont enregistré à la fois les sons sortant de la bouche des participants et les neurones se déclenchant dans les régions de production de la parole de leur cerveau. Au lieu de former des ordinateurs en profondeur sur chaque patient, ces chercheurs ont enseigné à un réseau neuronal artificiel pour convertir les enregistrements neuronaux en audio, montrant que les résultats étaient au moins raisonnablement intelligibles et similaires aux enregistrements réalisés par les microphones. (L'audio de cette expérience est ici mais doit être téléchargé sous forme de fichier zip.)

Le troisième article, publié le 9 août 2018, reposait sur l'enregistrement de la partie du cerveau qui convertit des mots spécifiques qu'une personne décide de prononcer en mouvements musculaires. Bien qu'aucun enregistrement de cette expérience ne soit disponible en ligne, les chercheurs ont rapporté qu'ils étaient capables de reconstruire des phrases entières (également enregistrées lors d'une chirurgie cérébrale sur des patients épileptiques) et que les personnes qui écoutaient les phrases étaient capables de les interpréter correctement sur un choix multiple test (sur 10 choix) 83% du temps. La méthode de cette expérience reposait sur l'identification des modèles impliqués dans la production de syllabes individuelles, plutôt que de mots entiers.

Le but de toutes ces expériences est de permettre un jour aux personnes qui ont perdu la capacité de parler (en raison d'une sclérose latérale amyotrophique ou de conditions similaires) de parler via une interface ordinateur-cerveau. Cependant, la science pour cette application n'est pas encore là.

Interpréter les schémas neuronaux d'une personne imaginant simplement la parole est plus compliqué que d'interpréter les schémas d'une personne écoutant ou produisant la parole, a rapporté Science. (Cependant, les auteurs du deuxième article ont déclaré que l'interprétation de l'activité cérébrale d'une personne imaginant la parole peut être possible.)

Il est également important de garder à l'esprit qu'il s'agit de petites études. Le premier article s'appuyait sur des données provenant de cinq patients seulement, tandis que le second portait sur six patients et le troisième seulement trois. Et aucun des enregistrements neuronaux n'a duré plus d'une heure.

Pourtant, la science progresse et les appareils de parole artificielle connectés directement au cerveau semblent être une possibilité réelle à un moment donné..

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Publié à l'origine le .




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