Oamenii de ştiinţă au reuşit să facă un pas surprinzător în direcţia decodării gândurilor, demonstrând că un computer conectat la electrozi implantaţi în creier poate interpreta nu doar cuvintele rostite sau pe cele pe care o persoană încearcă să le rostească, ci şi pe cele doar gândite, fără intenţia de a fi rostite.
De zeci de ani, oamenii de ştiinţă visează să redea vocea persoanelor care şi-au pierdut capacitatea de a vorbi cum sunt pacienţii cu scleroză laterală amiotrofică (SLA) sau cu leziuni cerebrale în urma unui AVC.
Ideea este simplă, dar ambiţioasă: dacă muşchii nu mai pot produce vorbire, poate fi creierul „citit” direct, iar gândurile transformate în cuvinte?
Acum, o echipă de cercetători a făcut un pas important către acest obiectiv. Anterior, ei au reuşit să decodeze semnalele produse când oamenii încercau să vorbească, scrie News.
În noul studiu, publicat joi în revista Cell, computerul a ghicit corect de multe ori cuvintele pe care subiecţii le gândeau. Acest test face parte dintr-un studiu mai amplu, pe termen lung, derulat la UC Davis Health, numit BrainGate2, care a avut deja succese remarcabile.
Oamenii de ştiinţă au implantat electrozi minusculi în creierul unor voluntari, într-o zonă numită cortex motor, responsabilă de trimiterea comenzilor către muşchii implicaţi în vorbire.
Un computer conectat la aceşti electrozi a înregistrat semnalele electrice generate atunci când voluntarii încercau să spună anumite cuvinte. Folosind inteligenţa artificială (AI), sistemul a învăţat să recunoască aproape 6.000 de cuvinte cu o acurateţe de peste 97% şi chiar să le redea cu vocea pacientului.
Noutatea adusă de recentul studiu este că sistemul poate „ghici” corect şi cuvinte pe care pacientul doar le gândeşte, fără intenţia de a le rosti. Practic, atunci când ne gândim la un cuvânt sau o propoziţie, creierul produce un tipar de activitate asemănător cu cel creat atunci când încercăm să vorbim, doar că mai slab.
După antrenament suplimentar, computerul a reuşit să decodeze chiar şi propoziţii întregi gândite de voluntari, nu doar cuvinte izolate.
Acest lucru ar putea fi extrem de util pentru pacienţii care obosesc repede atunci când încearcă să vorbească, pentru că ar elimina efortul fizic. Însă, în acelaşi timp, ridică probleme legate de intimitatea gândurilor: dacă tehnologia poate accesa ceea ce gândim, cum ne asigurăm că decodează numai ce vrem noi să transmitem?
Rezultatele arată că tehnologia funcţionează, dar este încă la stadiul de experiment. Dacă va fi perfecţionată, ar putea schimba viaţa multor oameni, însă trebuie însoţită de reguli clare pentru a proteja confidenţialitatea a ceea ce gândim.
Christian Herff, neurocercetător la Universitatea Maastricht din Olanda, care nu a fost implicat în cercetare, a declarat pentru New York Times că rezultatul depăşeşte partea pur tehnologică şi face lumină asupra misterului limbajului.
Până acum sistemul a permis unui participant diagnosticat cu scleroză laterală amiotrofică să „vorbească” printr-un computer în timp real cu familia sa, să îşi modifice intonaţia şi să „cânte” melodii simple, după ce SLA i-a afectat vocea, făcându-i vorbirea neinteligibilă.
În 2023, el a acceptat implantarea unor electrozi în creier. Chirurgii au plasat patru reţele de ace minuscule pe partea stângă, într-o zonă numită cortex motor, activă atunci când creierul dă comenzi muşchilor pentru a produce actul vorbirii.
Un computer a înregistrat activitatea electrică în timp ce bărbatul încerca să rostească diverse cuvinte. Cu ajutorul AI, computerul a prezis corect aproape 6.000 de cuvinte, cu o acurateţe de 97,5%, şi apoi le-a sintetizat cu vocea lui, bazată pe înregistrări făcute înainte de boală.
Însă acest succes a ridicat o întrebare: ar putea un computer să înregistreze mai mult decât ceea ce pacientul vrea să spună? Ar putea „asculta” vocea interioară?
Dr. Erin Kunz, neurocercetător la Universitatea Stanford, şi echipa sa au vrut să afle dacă există riscul ca sistemul să decodeze cuvinte care nu erau menite să fie spuse. De asemenea, s-au întrebat dacă pacienţii ar prefera să folosească vorbirea interioară, deoarece au observat că aceştia oboseau încercând să vorbească, iar doar imaginarea propoziţiilor ar putea fi mai uşoară şi ar accelera procesul.
Nu era clar dacă vor reuşi să decodeze vorbirea interioară şi, până acum, oamenii de ştiinţă nici nu au căzut complet de acord asupra definiţiei acesteia.
Creierul produce limbaj folosind mai multe regiuni interconectate. Semnalele din reţeaua limbajului pot fi folosite pentru a da comenzi muşchilor, pentru vorbire, limbajul semnelor sau scris, dar mulţi oameni au şi senzaţia că folosesc limbajul pentru a gândi, auzindu-şi gândurile ca o voce interioară.
Unii cercetători susţin că limbajul este esenţial pentru gândire. Însă alţii, bazându-se pe studii recente, consideră că mare parte din gândirea noastră nu implică deloc limbajul şi că persoanele care aud o voce interioară percep, de fapt, un fel de comentariu sporadic în mintea lor.
Kunz şi colegii au dat participanţilor şapte cuvinte, precum „zmeu” şi „zi”, şi au comparat semnalele cerebrale în timp ce aceştia le rosteau şi în timp ce doar le gândeau.
Imaginarea unui cuvânt a produs un tipar similar, dar mai slab. Computerul a prezis destul de bine cuvântul gândit, iar după un antrenament specific pe vorbire interioară, acurateţea a crescut, astfel încât propoziţii întregi puteau fi decodate corect.
Cercetătorii au fost surprinşi, deoarece credeau că vorbirea interioară este fundamental diferită de semnalele cortexului motor, dar studiul a arătat că pentru unii oameni diferenţa nu este mare.
Dr. Kunz a precizat că performanţa atinsă în prezent nu este suficientă pentru conversaţii reale, dar este optimistă că ar putea deveni standardul în interfeţele creier-computer şi că acurateţea şi viteza vor creşte graţie studiilor recente.
În ceea ce priveşte intimitatea mentală, au existat cazuri în care sistemul a detectat cuvinte pe care participanţii nu le gândeau pentru a le rosti.
Într-un experiment, participanţilor li s-a arătat un ecran plin cu 100 de dreptunghiuri şi cercuri roz şi verzi. Apoi, aceştia trebuiau să determine numărul formelor de o anumită culoare, de exemplu, cercuri verzi.
Pe măsură ce participanţii rezolvau problema, computerul a decodat uneori cuvântul corespunzător unui număr. Practic, participanţii numărau în gând formele, iar computerul „îi auzea”.
Acest lucru sugerează că limbajul ar putea fi implicat în multe forme de gândire.
Pentru a preveni interceptarea gândurilor private, echipa a propus două soluţii: sistemul să fie setat să decodeze doar vorbirea intenţionată, nu şi pe cea interioară, sau activarea decodării să înceapă numai după o „parolă mentală”, o frază neobişnuită, gândită intenţionat.
Cercetătorii au ales fraza Chitty Chitty Bang Bang, iar un participant a reuşit să o folosească cu o acurateţe de 98,75%, astfel încât decodarea începea doar după recunoaşterea parolei.
Această abordare ar putea oferi pacienţilor un control mai mare asupra informaţiilor împărtăşite.
Totuşi, unii experţi sunt sceptici că un implant ar putea surprinde mare parte din gândurile spontane, deoarece acestea nu sunt de obicei fraze bine închegate.
Deşi acest studiu este mai degrabă o dovadă a conceptului decât o tehnologie gata de utilizare, sugerează că decodarea gândurilor este posibilă, şi că ar putea deveni o opţiune viabilă pentru persoanele care nu îşi pot folosi vocea.
Reuşita aduce, însă, în prim-plan şi provocări etice majore, precum protejarea intimităţii gândurilor, ceea ce înseamnă că progresul tehnologic trebuie să fie însoţit de reglementări riguroase şi garanţii de siguranţă.
