Una donna paralizzata può parlare pensando grazie a un impianto cerebrale e all'intelligenza artificiale

L'interfaccia sperimentale consente al paziente di comunicare attraverso un avatar digitale ed è più veloce del suo sistema attuale

Will Sullivan

Corrispondente quotidiano

Dopo che Ann Johnson fu colpita da un ictus 18 anni fa, rimase paralizzata e perse la capacità di parlare. Ora, con l'aiuto di un impianto cerebrale e dell'intelligenza artificiale, è di nuovo in grado di comunicare verbalmente attraverso un avatar digitale.

In uno studio pubblicato la settimana scorsa sulla rivista Nature, i ricercatori hanno impiantato una serie di elettrodi sulla superficie del cervello di Ann per trasmettere la sua attività cerebrale ai computer. Lì, gli algoritmi di intelligenza artificiale traducono i segnali in parole. Dopo un breve ritardo, l'avatar sullo schermo pronuncia ad alta voce le parole di Ann e cattura i suoi sentimenti con le espressioni facciali.

"Non c'è nulla che possa trasmettere quanto sia soddisfacente vedere qualcosa di simile funzionare davvero in tempo reale", ha detto Edward Chang, coautore dello studio e neurochirurgo presso l'Università della California, San Francisco (UCSF). conferenza stampa, secondo Aria Bendix di NBC News.

"Si tratta di un bel salto rispetto ai risultati precedenti", dice a Hannah Devlin del Guardian Nick Ramsey, un neuroscienziato dell'Università di Utrecht nei Paesi Bassi che non ha contribuito allo studio. “Siamo a un punto critico.”

Ann attualmente comunica utilizzando un dispositivo che le consente di digitare parole su uno schermo muovendo la testa, secondo una dichiarazione dell'UCSF. Quel dispositivo produce solo 14 parole al minuto; la conversazione umana parlata, invece, ha una media di circa 160 parole al minuto. Ma con la nuova interfaccia, che Ann può utilizzare solo come parte dello studio, può produrre 78 parole al minuto, avvicinandosi così alla cadenza del parlato naturale. Il dispositivo ha decifrato il discorso che intendeva fare con una precisione del 75% circa.

L'interfaccia rappresenta un grande passo avanti rispetto a una precedente iterazione dello stesso gruppo di ricerca, che traduceva il discorso previsto in testo a una velocità di 15 parole al minuto, scrive Emily Mullin di Wired.

Il sistema migliorato si basa su un impianto con 253 elettrodi posizionati su parti del cervello importanti per la comunicazione. Prima dell'ictus di Ann, queste regioni del cervello inviavano segnali ai muscoli coinvolti nella parola, come quelli della laringe, delle labbra e della lingua. Ora, un cavo collegato a una porta sulla testa di Ann trasporta i segnali ai computer.

Successivamente, l’intelligenza artificiale traduce questi segnali in suoni individuali: pezzi di parole chiamati fonemi. Quindi combina i fonemi per creare parole. L'avatar digitale che pronuncia le parole è stato progettato per assomigliare ad Ann e la sua voce è stata addestrata per suonare come lei utilizzando clip di lei che parla nel video del matrimonio. Anche il volto dell'avatar si muove ed esprime visivamente le emozioni in base ai segnali cerebrali di Ann.

"Il semplice fatto di sentire una voce simile alla tua è emozionante", ha detto Ann ai ricercatori dopo lo studio, secondo Miryam Naddaf di Nature News.

Ann ha dovuto allenarsi con l'interfaccia per settimane, pronunciando in silenzio le stesse frasi più e più volte in modo che potesse comprendere i segnali del suo cervello. Attraverso queste prove, all’algoritmo è stato insegnato a riconoscere i termini da una banca di 1.024 parole colloquiali.

"È estremamente dedita e laboriosa", dice Kaylo Littlejohn, coautore dello studio e ingegnere elettrico presso l'UCSF, a Erin Prater di Fortune. "È disposta a registrare per tutto il tempo necessario e capisce davvero che i suoi sforzi andranno verso la creazione di una neuroprotesi vocale che molte persone che hanno questo tipo di disabilità potranno utilizzare."

In un secondo studio condotto da diversi ricercatori, pubblicato lo stesso giorno su Nature, una donna che ha perso la capacità di parlare a causa della SLA ha utilizzato un'altra interfaccia cervello-computer che produce parlato e traduce il discorso previsto in testo. L'interfaccia decodificava il suo discorso a una velocità di 62 parole al minuto, con un tasso di errore del 23,8% per un vocabolario di 125.000 parole.

“Ora è possibile immaginare un futuro in cui possiamo ripristinare una conversazione fluida a qualcuno affetto da paralisi, consentendogli di dire liberamente qualunque cosa voglia dire con una precisione sufficientemente elevata da essere compresa in modo affidabile”, Frank Willett, coautore dello studio. secondo articolo e ricercatore presso l'Università di Stanford, ha detto in una conferenza stampa, secondo Wired.