FACEBOOK: implant cerebral pentru a decoda activitatea neuronală

Au trecut doi ani, iar verdictul este: „Promisiunea este acolo”, a declarat Chevillet pentru IEEE Spectrum. „Credem că va fi posibil.”

În calitate de director de cercetare al programului de interfață creier-computer Facebook Reality Labs, Chevillet intenționează să înainteze proiectul și obiectivul final al companiei de a dezvolta ochelari de realitate augmentată (AR) care pot fi controlate fără a fi nevoie să vorbească cu voce tare.

Optimismul lui Chevillet este alimentat în mare parte de o primă în domeniul interfețelor creier-computer care au lovit presele în această dimineață: în revista Nature Communications, o echipă de la Universitatea din California, San Francisco, finanțată de Facebook Reality Labs, a construit o interfață creier-computer care decodează cu exactitate dialogul – cuvinte și expresii atât auzite și rostite de persoana care poartă dispozitivul – din semnalele creierului în timp real.

Rezultatele sunt un pas important către implanturile neuronale, care ar putea fi utilizate pentru a restabili comunicarea naturală la pacienții care și-au pierdut capacitatea de a vorbi din cauza accidentului vascular cerebral, a leziunilor măduvei spinării sau a altor afecțiuni, spune autorul senior și neurochirurgul UCSF Edward Chang.

Cu toate acestea, Facebook este mai interesat de construirea ochelarilor cu realitate augmentată decât dispozitivele biomedicale. Această lucrare oferă o dovadă a principiului că este posibilă decodarea vorbirii imaginate din semnalele creierului prin măsurarea activității populațiilor mari de neuroni, spune Chevillet. „Acest [rezultat] ajută la stabilirea specificațiilor ce tip de dispozitiv de purtat trebuie să construim.”

În aprilie, echipa lui Chang a lansat o altă interfață creier-computer, capabilă să decodeze direct vorbirea din semnalele creierului. Scopul lucrării descrise în comunicatul de astăzi a fost de a spori precizia decodificării activității creierului. „Decodăm două tipuri de informații din două părți diferite ale creierului și le folosim ca context”, spune Chang. Rezultatul este un „impact considerabil” asupra preciziei decodării, spune el.

Acea precizie îmbunătățită se bazează pe un concept simplu: adăugarea contextului. Folosind electrozi implantați în creierul a trei voluntari pacienți supuși tratamentului pentru epilepsie, echipa lui Chang a înregistrat activitatea creierului în timp ce voluntarii ascultau un set de întrebări pre-înregistrate și își spuneau cu voce tare răspunsurile.

Aceste date despre creier au fost apoi folosite pentru a antrena algoritmi de învățare a mașinilor. Mai târziu, când participanții la studiu au fost solicitați să răspundă din nou la întrebări, algoritmii au folosit activitatea creierului singură pentru a determina mai întâi dacă un voluntar asculta sau vorbea, și apoi încerca să decodeze discursul.

Majoritatea decodificatorilor vorbesc făcând cea mai bună presupunere la ceea ce gândește o persoană, astfel încât un decodificator cerebral normal este de așteptat să fie confundat prin cuvinte care sună similar, precum „sintetizator” și „îngrășământ”. Noul sistem UCSF adaugă context pentru a ajuta la discriminarea între aceste cuvinte. În primul rând, algoritmul prezice că întrebarea este ascultată dintr-un set cunoscut de întrebări, cum ar fi „Ce răspândiți pe un câmp?” Această informație este folosită ca context pentru a ajuta la prezicerea răspunsului: „Îngrășământ”.

Prin adăugarea contextului, răspunsurile sunt semnificativ mai ușor de prevăzut pentru o interfață creier-calculator, spune Chang. Sistemul a fost capabil să decodeze discursul perceput (auzit) și produs (rostit) cu o precizie de până la 76% și, respectiv, 61%, folosind un set restrâns de întrebări și răspunsuri specificate. Dar echipa spune că speră să extindă vocabularul sistemului în viitor.

Algoritmi mai buni și computere mai rapide au îmbunătățit, de asemenea, viteza de decodare în studiu: ceea ce obișnuia să dureze săptămâni până luni de prelucrare offline se poate face în timp real, spune Chang.

Acest studiu publicat în liniște, revizuit de la egal, este în contrast puternic cu acoperirea mediatică fără suflare, ca răspuns la anunțul lui Elon Musk, la începutul acestei luni, a trâmbițând progresul companiei sale de creștere a creierului, Neuralink  În timp ce Facebook intenționează să construiască ochelari AR care ascultă extern semnalele creierului folosind lumină infraroșie (descrisă la ora actuală într-o postare pe blogul companiei), Neuralink dezvoltă o serie de implanturi de 3.000 de electrozi flexibili pentru a crește funcția creierului.

Cele două anunțuri par să stabilească companiile într-o cursă să fie primele care să ofere o interfață comercială creier-calculator care decodifică activitatea creierului. Dar progresul în direcția acestui obiectiv este probabil să fie mai mult o plodă lentă decât o liniuță. “Nu avem niciun plan real de produse pentru acest lucru, deoarece această tehnologie este o cercetare atât de timpurie”, spune Chevillet.

Între timp, Chang speră să aducă în curând schimbări semnificative pacienților care nu pot vorbi. Toată activitatea echipei de până acum a fost făcută cu voluntari care pot vorbi, astfel încât echipa va petrece acum un an de lucru cu un singur participant la cercetare cu pierderi de vorbire pentru a genera text pe ecranul computerului. Toate datele vor fi colectate de către UCSF și păstrate confidențial pe serverele universitare. Între timp, toate rezultatele colaborării cu Facebook sunt publicate și făcute accesibile comunității academice, subliniază Chang. „Sper să nu beneficiem doar de ceea ce facem, ci de întregul domeniu.”

Citiți și: Creiere electronice? Despre Computerizarea Neuromorfică