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:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Носимый ультразвуковой пластырь UPatch для мониторинга беременности 19.06.2026

Беременность - один из самых ответственных периодов в жизни женщины, когда выявление любых отклонений может сыграть решающую роль в здоровье матери и ребенка. Современные методы мониторинга, такие как периодическое ультразвуковое исследование и кардиотокография, имеют серьезные ограничения: они дают лишь кратковременные снимки состояния и часто сопровождаются ложными тревогами. Ученые предложили инновационное решение в виде носимого ультразвукового пластыря, который способен вести непрерывное наблюдение за плодом прямо в утробе матери. Эта технология, получившая название UPatch, открывает новые возможности для раннего обнаружения осложнений и более полного понимания развития ребенка. Разработка UPatch представляет собой первый в своем роде мягкий носимый ультразвуковой датчик, способный в реальном времени фиксировать анатомические структуры плода, кровоток в сосудах и работу пуповины. Устройство компенсирует движения плода и слабые сигналы из глубоких тканей благодаря специальным ал ...>>

Планшет-бумбокс Lenovo Tab Plus Gen 2 18.06.2026

Компания Lenovo представила Tab Plus Gen 2 - обновленную версию популярной модели 2024 года. Новинка получила более крупный дисплей, усиленную аудиосистему и современное программное обеспечение, что делает ее привлекательным выбором для тех, кто любит смотреть видео, слушать музыку и работать в мобильном формате. Устройство сочетает в себе возможности планшета и портативной колонки, подчеркивая акцент на развлечениях. Одним из главных улучшений стал экран, диагональ которого выросла с 11,5 до 12,1 дюйма. Это LCD-панель с высоким разрешением 2560 х 1600 пикселей (2,5K), частотой обновления 120 Гц, поддержкой Dolby Vision и HDR10. В режиме высокой яркости дисплей способен достигать 800 нит, что обеспечивает комфортное восприятие контента даже в хорошо освещенных помещениях. Благодаря этим характеристикам изображение становится более детализированным и плавным. Особое внимание производитель уделил звуку. Аудиосистема планшета теперь включает девять динамиков JBL с поддержкой Dolby A ...>>

Случайная новость из Архива Распознование лиц в условиях стреса 04.01.2025 Наш мозг способен быстро и эффективно обрабатывать визуальные стимулы, даже если они неполны или нечетки. Это особенно важно в условиях стресса или при ограниченной информации. Исследование ученых Технологического Университета Техаса попыталось понять, как мозг справляется с задачей распознавания лиц, когда он сталкивается с неполной или неоднозначной визуальной информацией, не доходящей до уровня сознания. Для этого эксперимента ученые использовали метод, известный как "непрерывное подавление вспышек". Участникам показывали серию ярких изображений, которые мигают на одном глазу, в то время как целевое изображение - например, лицо - показывалось на другом глазу. Быстрое мигание блокировало восприятие целевого изображения, делая его временно невидимым. Измеряя время, за которое целевое изображение "прорывалось" через подавление и становилось доступным для сознания, ученые смогли определить, как быстро и эффективно мозг обрабатывает визуальные стимулы. В рамках эксперимента участникам показывались два типа изображений: обычные лица в градациях серого и бинарные изображения, имитирующие лицо с помощью черно-белых контрастов. Бинарные изображения создавались так, чтобы они напоминают контуры лица и расположение его элементов. Несмотря на то что такие изображения были сильно упрощены, они все равно активировали механизмы распознавания лиц в мозге. Результаты исследования показали, что мозг реагирует быстрее на стимулы, напоминающие лица, даже если восприятие этих образов происходит бессознательно. Бинарные изображения, которые выглядели более похожими на лицо, преодолевали подавление быстрее. Это указывает на то, что даже минимальные признаки, такие как контуры и расположение элементов, достаточно, чтобы активировать механизмы, ответственные за обработку лиц в мозге. Эти данные дают важное представление о том, как наш мозг быстро реагирует на визуальные стимулы, особенно в условиях стресса или неопределенности. Они подчеркивают важность минимальных признаков, которые могут быть использованы для активации распознавания лиц, и открывают новые горизонты для исследований в области нейробиологии восприятия.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026