La aproape două decenii după ce a suferit un AVC (accident vascular cerebral) la nivelul trunchiului cerebral, la vârsta de 30 de ani, care a lăsat-o fără capacitatea de a vorbi, o femeie din Statele Unite a reuşit să îşi transforme din nou gândurile în cuvinte în timp real, datorită unui nou proces bazat pe o interfaţă creier-computer (BCI). Prin analizarea activităţii cerebrale la intervale de 80 de milisecunde şi traducerea acesteia într-o versiune sintetizată a propriei sale voci, metoda inovatoare dezvoltată de cercetători americani a eliminat întârzierile care afectau versiunile anterioare ale acestei tehnologii.
Capacitatea corpului nostru de a comunica în timp ce gândim este adesea considerată un lucru firesc. Doar în momente rare, cum ar fi atunci când avem nevoie de un traducător sau când ne auzim vorbirea cu întârziere printr-un difuzor, începem să apreciem viteza naturală a anatomiei umane.
Pentru persoanele a căror abilitate de a produce sunete a fost întreruptă de la centrele cerebrale ale vorbirii – fie din cauza unor boli precum scleroza laterală amiotrofică (SLA), fie a unor leziuni în zone critice ale sistemului nervos – implanturile cerebrale conectate la software specializat au oferit o nouă şansă la comunicare.
Mai multe proiecte de traducere a gândurilor în vorbire prin interfeţe creier-computer au avut recent progrese remarcabile, toate având ca scop reducerea timpului necesar pentru a transforma gândurile în cuvinte rostite.
Cele mai multe metode existente necesită procesarea unui întreg fragment de text înainte ca software-ul să poată descifra sensul, ceea ce prelungeşte considerabil timpul dintre iniţierea vorbirii şi rostirea ei efectivă.
Această întârziere nu doar că este nenaturală, dar poate deveni frustrantă şi incomodă pentru utilizatorii acestor sisteme.
Îmbunătăţirea vitezei de sinteză vocală şi a rapidităţii decodării este esenţială pentru o conversaţie dinamică şi o comunicare fluentă, notează cercetătorii de la Universităţile Berkeley şi San Francisco, din California, într-un raport publicat luni, în revista Nature Neuroscience.
Cercetătorii demonstrează o metodă de streaming care sintetizează semnalele cerebrale în vorbire audibilă în timp aproape real, utilizând electrocorticografia. (Credit video: Kaylo Littlejohn, Cheol Jun Cho, et al. Nature Neuroscience, 31 martie 2025)
Această nevoie este amplificată de faptul că sinteza vocală necesită timp suplimentar pentru redarea audio şi înţelegerea acesteia de către interlocutor, explică echipa.
Mai mult, cele mai multe metode existente presupun ca utilizatorul să exerseze mişcările vorbirii pentru a antrena sistemul. Pentru persoanele care nu mai pot vorbi sau nu au vorbit niciodată, oferirea unei cantităţi suficiente de date pentru decodare poate fi o provocare.
Pentru a depăşi aceste obstacole, cercetătorii au antrenat o reţea neuronală profundă şi flexibilă pe baza activităţii din cortexul senzorimotor al participantei, în timp ce aceasta rostea în gând 100 de propoziţii unice dintr-un vocabular de puţin peste 1000 de cuvinte.
Cercetătorii au folosit şi o metodă de comunicare asistată bazată pe 50 de fraze, construite dintr-un set mai mic de cuvinte.
Funcţionând în trepte de câte 80 de milisecunde, această nouă metodă de traducere a comenzilor neuronale în vorbire permite o comunicare aproape naturală.
Spre deosebire de metodele anterioare, procesul nu presupune ca pacienta să încerce să articuleze – ci doar să gândească propoziţiile.
Decodarea ambelor metode de comunicare a fost semnificativă, cu o medie de cuvinte pe minut aproape dublă faţă de metodele precedente.
Folosind o metodă predictivă capabilă să interpreteze în timp real, femeia a reuşit să comunice într-un mod mult mai fluid, de 8 ori mai rapid decât alte metode. Vocea sintetizată semăna chiar cu vocea ei originală, datorită unui program care a utilizat înregistrări anterioare ale vocii sale.
Echipa a demonstrat că, rulând procesul offline şi fără limitări de timp, strategia putea interpreta chiar şi semnale neuronale asociate cu cuvinte pe care sistemul nu fusese antrenat direct să le recunoască.
Autorii subliniază că mai este mult de lucru până când metoda va deveni viabilă clinic, întrucât, deşi vorbirea a fost inteligibilă, nu a atins încă precizia metodelor care decodează text.
Totuşi, având în vedere progresul din ultimii ani, există motive reale de optimism că persoanele care şi-au pierdut vocea ar putea în curând să îşi exprime gândurile cu ajutorul tehnologiei.
Funcţionând în trepte de 80 de milisecunde, această ultimă metodă de transpunere a comenzilor neuronale în vorbire poate comunica într-un mod aproape natural. (Littlejohn et al., Nature Neuroscience, 31 martie 2025)
