Vědci z Meta použili umělou inteligenci (AI) a neinvazivní skenování mozku, aby rozpadli, jak jsou myšlenky přeloženy do typinovaných vět, ukazují dvě nové studie.
V jedné studii vědci vyvinuli model AI, který dekódované signály mozku reprodukovat věty zadané dobrovolníky. V Druhá studieStejní vědci použili AI k mapování toho, jak mozek skutečně produkuje jazyk a přeměňuje myšlenky na typické věty.
Zjištění by mohla jednoho dne podpořit neinvazivní rozhraní mozkového počítače, které by mohlo pomoci lidem s lézemi mozku nebo zraněním komunikovat, uvedli vědci.
„Byl to skutečný krok v dekódování, zejména s neinvazivním dekódováním,“ Alexander HuthLive Science řekl výpočetní neurovědec na University of Texas v Austinu, který nebyl zapojen do výzkumu.
Související: AI „mozkový dekodér“ může číst myšlenky člověka pouze rychlým skenováním mozku a téměř bez tréninku
Rozhraní mozkového počítače, která používají podobné techniky dekódování, byla implantována do mozků lidí, kteří ztratili schopnost komunikovat, ale nové studie by mohly podpořit potenciální cestu k nositelným zařízením.
V první studii vědci použili techniku zvanou magnetoencefalografie (MEG), která měří magnetické pole vytvořené elektrickými impulsy v mozku, ke sledování nervové aktivity, zatímco účastníci psali věty. Poté trénovali jazykový model AI, aby dekódovali mozkové signály a reprodukovali věty z dat MEG.
Model dekódoval písmena, která účastníci napsali 68% přesností. Často se vyskytující písmena byla dekódována správně častěji, zatímco méně běžná písmena, jako jsou Z a K, přicházely s vyšší mírou chyb. Když model udělal chyby, měl tendenci nahradit postavy, které byly fyzicky blízké cílovému dopisu na klávesnici QWERTY, což naznačuje, že model používá motorové signály z mozku k předvídání, které dopis účastníka zadává.
Druhá studie týmu byla založena na těchto výsledcích, aby ukázala, jak se jazyk vyrábí v mozku, zatímco člověk píše. Vědci shromáždili 1 000 meg snímků za sekundu, když každý účastník napsal několik vět. Z těchto snímků dekódovali různé fáze výroby vět.
Dekódování vašich myšlenek pomocí AI
Zjistili, že mozek nejprve generuje informace o kontextu a významu věty a poté jako typy účastníků vytváří stále podrobnější reprezentace každého slova, slabiky a dopis.
„Tyto výsledky potvrzují dlouhodobé předpovědi, že výroba jazyka vyžaduje hierarchický rozklad významu věty na postupně menší jednotky, které nakonec kontrolují motorické akce,“ napsali autoři ve studii.
Aby se zabránilo reprezentaci jednoho slova nebo dopisu narušování dalšího, mozek používá „dynamický nervový kód“, aby je udržel oddělený, našel tým. Tento kód se neustále mění, kde je každá informace zastoupena v částech mozku produkujícího jazyk.
To umožňuje mozku propojit po sobě následující písmena, slabiky a slova při zachování informací o každém po delší dobu. Experimenty MEG však nebyly schopny přesně určit, kde v těchto oblastech mozku vyvstává každá z těchto reprezentací jazyka.
Dohromady, tyto dvě studie, které dosud nebyly vzájemně prověřeny, by mohly vědcům pomoci navrhnout neinvazivní zařízení, která by mohla zlepšit komunikaci u lidí, kteří ztratili schopnost mluvit.
Ačkoli současné nastavení je příliš objemné a příliš citlivé na to, aby správně fungovala mimo kontrolované laboratorní prostředí, může pokrok v technologii MEG otevřít dveře budoucím nositelným zařízením, napsali vědci.
„Myslím, že jsou opravdu na špičce metod,“ řekl Huth. „Rozhodně dělají, jak můžeme dělat se současnou technologií, pokud jde o to, co mohou z těchto signálů vytáhnout.“
