Les ingénieurs de l'Institut pour l'étude de l'activité nerveuse supérieure ont pu créer un système qui traduit les pensées en discours intelligibles et reconnaissables. En contrôlant l'activité cérébrale de quelqu'un, la technologie reconstruit les pensées en mots.
Cette percée scientifique, couplée à la puissance de l'IA et des synthétiseurs vocaux, ouvre une nouvelle ère dans l'interaction entre l'ordinateur et le cerveau. Bien sûr, cela ouvre également de nouvelles opportunités pour les personnes qui, pour une raison ou une autre, ont perdu la capacité de parler.
«Nos voix nous aident à rester en contact avec nos amis, notre famille et le monde qui nous entoure, alors perdre le pouvoir de la voix en raison d'une blessure ou d'une maladie est dévastateur pour les gens. Cependant, avec le stock actuel de connaissances, nous avons un moyen potentiel de restaurer ce pouvoir. Nous avons montré qu'avec la bonne technologie, les pensées des gens peuvent être déchiffrées et comprises par n'importe quel auditeur », déclare Nima Mesgarani, Ph. D. et l'un des auteurs d'une étude menée au Mortimer B. Zuckerman Institute of Mental Behavior de l'Université Columbia.
Des décennies de recherche ont montré que lorsque les gens parlent ou même s'imaginent dire des mots, des schémas d'activité caractéristiques apparaissent dans leur cerveau. Un modèle de signal clair et reconnaissable se produit également lorsque nous écoutons quelqu'un parler, ou imaginons que nous écoutons. Les experts ont essayé de déchiffrer ces modèles pendant des décennies, mais ce n'est que maintenant qu'un avenir s'est ouvert devant eux, dans lequel les pensées ne peuvent plus être cachées à l'intérieur du cerveau, mais peuvent plutôt être traduites en langage parlé à volonté.
Mais cet exploit n'a pas été facile à accomplir. Les premières tentatives de déchiffrement des signaux cérébraux du Dr Mesgarani et d'autres se sont concentrées sur des modèles informatiques simples qui analysaient des spectrogrammes, qui sont des représentations visuelles des fréquences sonores.
Mais comme cette approche ne produisait rien de proche de la parole intelligible, l'équipe du Dr Mesgarani s'est plutôt tournée vers un vocodeur, un algorithme informatique capable de synthétiser la parole après avoir été formé pour enregistrer les conversations des gens.
«C'est la même technologie qu'Amazon Echo et Apple Siri utilisent pour répondre verbalement à nos questions», a déclaré le Dr Mesgarani, qui est également professeur agrégé de génie électrique à la Columbia School of Engineering and Applied Science de la Fu Foundation.
Pour apprendre au vocodeur à interpréter l'activité cérébrale, le Dr Mesgarani a fait équipe avec Ashesh Dinesh Mehta, M. D., Ph. D., neurochirurgien au Northwell Health Physician Partners 'Neuroscience Institute et co-auteur de l'article d'aujourd'hui. Le Dr Mehta traite des patients atteints d'épilepsie, dont certains doivent subir une intervention chirurgicale régulière.
Vidéo promotionelle:
«En collaboration avec le Dr Mehta, nous avons demandé à des patients épileptiques qui avaient déjà subi une chirurgie cérébrale d'écouter les suggestions de différentes personnes, pendant que nous mesurions les tendances de leur activité cérébrale», explique le Dr Mesgarani. "Ces modèles neuronaux ont formé le vocodeur."
Les chercheurs ont ensuite demandé à ces mêmes patients d'écouter des orateurs prononçant les nombres de 0 à 9 tout en enregistrant des signaux cérébraux qui pourraient ensuite être transmis à un vocodeur. Le son produit par le vocodeur en réponse à ces signaux a été analysé et affiné à l'aide de réseaux neuronaux tels que l'intelligence artificielle qui imitent la structure des neurones dans un cerveau biologique.
Le résultat final était une voix robotique répétant une séquence de nombres. Pour vérifier l'exactitude de l'enregistrement, le Dr Mesgarani et son équipe ont demandé aux gens d'écouter l'enregistrement et de rapporter ce qu'ils avaient entendu.
«Nous avons constaté que les humains peuvent comprendre et répéter les sons environ 75% du temps, ce qui est bien supérieur à toutes les tentatives précédentes», explique le Dr Mesgarani. L'amélioration de l'intelligibilité était particulièrement évidente lors de la comparaison des nouveaux enregistrements avec des tentatives antérieures basées sur le spectrogramme. "Un vocodeur sensible et de puissants réseaux de neurones représentaient les sons que les patients entendaient initialement avec une précision incroyable."
Le Dr Mesgarani et son équipe prévoient maintenant de tester des mots et des phrases plus complexes. Ils ont également l'intention d'effectuer les mêmes tests sur les signaux cérébraux émis lorsqu'une personne parle ou imagine la parole. En fin de compte, ils espèrent que leur système pourra faire partie d'un implant, similaire à ceux portés par certains patients épileptiques, qui traduiront directement les pensées du porteur en mots.
«Dans ce scénario, si le propriétaire de la puce pense:« J'ai besoin d'un verre d'eau », notre système peut capter les signaux cérébraux générés par cette pensée et les transformer en parole verbale synthétisée», explique le Dr Mesgarani. "Cela change la donne et pour quiconque a perdu la capacité de parler en raison d'une blessure ou d'une maladie, la technologie donne une nouvelle chance de communiquer avec le monde qui l'entoure."
Commentaire éditorial
Étant donné que certains de nos employés ont une certaine relation avec la neurophysiologie, nous pouvons affirmer sans équivoque que la résolution du problème de la lecture des pensées et la traduction de ces pensées en mots n'est pas un problème que certains docteurs en philosophie peuvent résoudre avec un neurochirurgien intelligent. C'est une tâche pour l'institut de recherche, qui le résoudra pendant cent, deux cents ans ou plus. De plus, ce n'est pas du tout un fait que l'institut de recherche résoudra ce problème - même si tous les supercalculateurs de la NASA y sont amenés, sur lesquels une foule d'ingénieurs commencera à simuler des réseaux de neurones. Cependant, un article dans une revue scientifique ne mentira pas et le fait de reconnaître les pensées est bien là. Comment alors rapprocher ces deux faits?
Très simple. Au cours des 20 à 30 dernières années, un grand nombre de technologies complètement incroyables et très complexes comme les microprocesseurs et les disques durs sont apparus dans le monde. Et chaque jour, il y a de plus en plus de nouvelles inventions, qui sont écrites à quelques «étudiants talentueux» qui, assis dans le garage, ont ramassé une pièce de ferraille, sur laquelle les instituts de recherche se battent depuis 50 ans. Et dans ce cas, nous avons une invention d'une genèse similaire. Autrement dit, un développement qui a été fait (ou remis aux gens) pendant de nombreuses années, on ne sait pas qui, mais qui a été enregistré sur la tante et l'oncle de Colombie.
En fait, il n'y a absolument aucune différence entre ceux que Wikipédia qualifiera d '«inventeurs» de la technologie. L'essentiel est que la technologie ait été présentée au monde à l'aide d'une revue scientifique. De plus, une entreprise chinoise va commencer à produire de tels «gadgets» qui habitueront les gens à l'idée même que leur tête est maintenant devenue complètement transparente. Enfin, la troisième étape sera le même «1984» orwellien où même les pensées de n'importe qui peuvent être lues librement à distance. Par exemple, en plaçant des capteurs spéciaux dans des appartements ou en intégrant une puce spéciale qui répond aux impulsions cérébrales dans le corps. En outre.
Chaque technologie a, en règle générale, l'application inverse. Par exemple, s'il existe une technologie pour convertir les impulsions nerveuses en mots, en utilisant le même principe, vous pouvez transformer n'importe quel mot en pensées de quelqu'un. Dans cette situation, les présidents de différents pays ont une perspective grandiose d'être soutenus par absolument l'ensemble de l'électorat, car il existe désormais une possibilité technique de faire penser à chaque électeur comme lui - il suffit de mettre un signal correctement modulé dans la prise.
De manière générale, il va sans dire que les plus belles perspectives du monde s'ouvrent et nous suivons l'évolution des événements avec intérêt.