Oamenii de știință de la Meta au folosit inteligență artificială (AI) și scanări cerebrale noninvazive pentru a descoperi modul în care gândurile sunt traduse în propoziții dactilografiate, arată două noi studii.
Într -un studiu, oamenii de știință au dezvoltat un model AI care Semnale cerebrale decodate pentru a reproduce propoziții taite de voluntari. În Al doilea studiuaceiași cercetători au folosit AI pentru a mapa modul în care creierul produce de fapt limbaj, transformând gândurile în propoziții dactilografiate.
Rezultatele ar putea susține într-o zi o interfață noninvazivă a calculatoarelor creierului care ar putea ajuta persoanele cu leziuni ale creierului sau leziuni să comunice, au spus oamenii de știință.
“Acesta a fost un adevărat pas în decodare, în special cu decodarea neinvazivă”, ” Alexander Hutha declarat pentru Live Science, un neuroștiințist de calcul la Universitatea din Texas, care nu a fost implicat în cercetare.
Au fost implantate interfețe de calculator care utilizează tehnici similare de decodare în creierul persoanelor care au pierdut capacitatea de a comunica, dar noile studii ar putea susține o cale potențială către dispozitivele purtabile.
În primul studiu, cercetătorii au folosit o tehnică numită magnetoencefalografie (MEG), care măsoară câmpul magnetic creat de impulsuri electrice din creier, pentru a urmări activitatea neuronală în timp ce participanții au scris propoziții. Apoi, au antrenat un model de limbaj AI pentru a decoda semnalele creierului și a reproduce propozițiile din datele MEG.
Modelul a decodat scrisorile pe care participanții le -au tastat cu o precizie de 68%. Literele care apar frecvent au fost decodate corect mai des, în timp ce literele mai puțin comune, precum Z și K, au venit cu rate de eroare mai mari. Când modelul a greșit, acesta a avut tendința de a înlocui caractere care erau aproape fizic de scrisoarea țintă de pe o tastatură QWERTY, sugerând că modelul folosește semnale motorii din creier pentru a prezice ce scrisoare a tastat un participant.
Cel de -al doilea studiu al echipei s -a bazat pe aceste rezultate pentru a arăta cum limbajul este produs în creier în timp ce o persoană tipuri. Oamenii de știință au colectat 1.000 de meg instantanee pe secundă, în timp ce fiecare participant a tastat câteva propoziții. Din aceste instantanee, au decodat diferitele faze ale producției de propoziții.
Decodarea gândurilor cu AI
Ei au descoperit că creierul generează mai întâi informații despre contextul și sensul propoziției și apoi produce reprezentări din ce în ce mai granulare ale fiecărui cuvânt, silabă și literă ca tipuri de participanți.
“Aceste rezultate confirmă predicțiile de lungă durată conform cărora producția de limbaj necesită o descompunere ierarhică a sensului propoziției în unități progresiv mai mici, care în cele din urmă controlează acțiunile motorii”, au scris autorii în studiu.
Pentru a împiedica reprezentarea unui cuvânt sau a unei scrisori să interfereze cu următorul, creierul folosește un „cod neuronal dinamic” pentru a le menține separate, a constatat echipa. Acest cod se schimbă constant în cazul în care fiecare informație este reprezentată în părțile producătoare de limbaj ale creierului.
Acest lucru permite ca creierul să lege scrisori succesive, silabe și cuvinte, menținând în același timp informații despre fiecare pe perioade mai lungi de timp. Cu toate acestea, experimentele MEG nu au fost capabile să identifice exact unde apare în acele regiuni ale creierului fiecare dintre aceste reprezentări ale limbajului.
Luate împreună, aceste două studii, care nu au fost încă revizuite de la egal la egal, ar putea ajuta oamenii de știință să proiecteze dispozitive neinvazive care ar putea îmbunătăți comunicarea la persoanele care au pierdut capacitatea de a vorbi.
Deși configurația actuală este prea voluminoasă și prea sensibilă pentru a lucra corect în afara unui mediu de laborator controlat, progresele în tehnologia MEG pot deschide ușa către viitoarele dispozitive purtabile, au scris cercetătorii.
“Cred că sunt într -adevăr la vârful metodelor aici”, a spus Huth. „Cu siguranță fac atât cât putem face cu tehnologia actuală în ceea ce privește ceea ce pot scoate din aceste semnale”.