Мозговой имплантат переводит мысли в слова

14.11.2023

Специалисты из Университета Дьюка разработали инновационный мозговой имплантат, способный транслировать мысли в слова и обеспечивать общение на основе мозговой активности. Это устройство направлено на помощь людям, страдающим языковыми расстройствами или лишенным возможности вербального общения по различным причинам. Первые эксперименты показали перспективность этого направления исследований.

Эксперименты по преобразованию активности мозга в текст и голосовое общение, осуществляемые через сканирование сигналов головного мозга пациентов, позволяют теперь передавать "мысли" в слова со скоростью до 78 слов в минуту. Это сравнимо с прослушиванием аудиокниги на вдвое меньшей скорости, согласно авторам исследования. Обычно человек произносит до 160 слов в минуту, что делает общение живым и естественным. Однако для людей с нарушениями речевого аппарата необходимы более точные датчики мозговой активности.

Группа ученых из Университета Дьюка, при сотрудничестве с лабораторией биомедицинской инженерии университета, создала датчик активности мозга с 256 сенсорами на кусочке пластика размером с почтовую марку. Этот новый датчик способен регистрировать сигналы от отдельных нейронов с высокой точностью.

Ученые не планировали читать мысли напрямую. Однако, используя комплекс сигналов от мышц языкового аппарата, таких как язык, гортань и лицевые мышцы, они смогли с высокой точностью определять невысказанные мнения пациентов (языковой аппарат управляется до 100 мышц, сигналы от которых необходимо отслеживать). Таким образом, фраза, сказанная мысленно, могла быть передана в сигналы мышц, и по этим данным, прочитанным из мозга, компьютер мог воспроизвести все, что пациент намеревался сказать. Для пациентов с нарушением речевого аппарата мысли могли остаться в коре головного мозга, но благодаря датчику они получили возможность быть произнесенными компьютером.

Эксперимент с четырьмя пациентами показал, что средняя точность распознавания мыслей в слова составляет 40%, а максимальная - 84%. Алгоритм распознавания учился методом "слушай и повторяй". Пациент произносил короткие, нелепые сочетания букв, в которых алгоритм учился распознавать мозговую активность в различных сочетаниях звуков.

Несмотря на относительно низкий процент распознавания звуков, команда учёных говорит об успешности эксперимента. Алгоритм учился всего 90 секунд в течение 15-минутного тестирования. Ровно столько времени было выделено экспериментаторам с каждым пациентом. Это происходило во время запланированных операций на мозге пациентов. По завершении операции нейрохирурги предоставляли ученым 15 минут для работы с пациентами над их программой. Без доступа к открытому мозгу, на конкретный участок коры которого устанавливался датчик, данное исследование было бы невозможно провести.

<< Назад: Оптимальное время для пробежки 14.11.2023

>> Вперед: Аморфный карбид кремния, превосходящий кевлар в десять раз 13.11.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Возможно, есть планеты, населенные разумными динозаврами 17.04.2012 Исследование профессора Колумбийского университета Рональда Бреслоу открывает новый взгляд на возможную инопланетную жизнь. Не исключено, что на других планетах могут жить разумные "тираннозавры" с интеллектом и хитростью людей, и нам лучше с ними не встречаться. Рональд Бреслоу пытается разгадать главную тайну жизни: почему земные аминокислоты (которые составляют белки), сахары и генетический материал ДНК и РНК существуют в основном в одной ориентации. Есть две возможные ориентации: левая и правая, они отражают друг друга так же, как человеческие руки. Это явление известно как "хиральность". Для того чтобы возникла жизнь, белки должны содержать только один вид аминокислот: левый или правый. За исключением нескольких бактерий, аминокислоты земных живых существ имеют левую ориентацию, а большинство сахаров имеют правую ориентацию. Каким образом образовалась эта гомохиральность? По мнению Бреслоу, "семена жизни" (аминокислоты) образуются в межзвездном пространстве, возможно, на астероидах. Изначально существует равное количество левых и правых аминокислот. Но под влиянием излучения звезд происходит селективное разрушение одной из форм аминокислот. Дело в том, что звезды излучают поляризованный свет, и в зависимости от типа поляризации "выживают" либо левые, либо правые аминокислоты. Затем метеориты с аминкислотами падают на планету и дают начало "левой" или "правой" жизни. Бреслоу считает, что около 4 миллиардов лет назад неизвестный метеорит или астероид упал на Землю и "задал стандарт" земной жизни: левые аминокислоты. Исследование Бреслоу показывает, насколько важны космические аминокислоты для развития жизни. В частности, это означает, что жизнь в космосе может быть очень распространена, правда, в отличной от земной форме. Не исключено, что далекая неизвестная звезда имеет другую поляризацию и дала жизнь совершенно непохожим на людей существам на основе правых аминокислот и левых сахаров.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025