[gog]

Создан нейромашинный интерфейс для синтеза речи в режиме реального времени

22 декабря 2009 года, 16:52 | Текст: Дмитрий Сафин | Послушать эту новость
Группе ученых из США и Аргентины удалось вернуть парализованному пациенту возможность общаться с внешним миром, связав его мозг с синтезатором речи и декодером, которые обеспечивают практически мгновенное распознавание звуков, «произнесенных» мысленно.

Схема системы синтеза речи (иллюстрация из PLoS ONE).
В эксперименте участвовал мужчина, в 16 лет получивший повреждение мозгового ствола. Он был полностью парализован (двигаться могли только его глаза), однако сохранил рассудок и способности к познанию. Пять лет назад, когда пациенту исполнился 21 год, исследователи вживили ему электрод, расположив его в области, разделяющей премоторную и первичную моторную кору головного мозга. Уже через 3–4 месяца электрод надежно контактировал с аксонами, а через три года ученые начали тестировать созданный нейромашинный интерфейс.
Система построена по довольно простой схеме. Сигналы, принятые электродом, модулируются и передаются — без использования проводов — к двум катушкам (антенне), прикрепленным к голове испытуемого. Затем сигналы оцифровываются, фильтруются и преобразуются в последовательность импульсов, которая подается на вход декодера, построенного на базе фильтра Калмана. Выход декодера соединяется с синтезатором речи; при этом полный цикл преобразования продолжается всего около 50 мс.
Для того чтобы проверить эффективность интерфейса, исследователи попросили мужчину мысленно проговорить заданную последовательность гласных звуков. Повторив этот опыт определенное число раз и настроив систему, исследователи включили синтезатор речи, чтобы испытуемый мог оценить результат. За пять месяцев тренировок точность работы системы поднялась с 45 до 89 процентов.
Авторы экспериментировали с набором из трех гласных звуков, однако в ближайшем будущем они надеются «научить» систему распознавать согласные. «Мы также планируем увеличить число нейронов, сигналы которых обрабатывает наша система, как минимум в десять раз», — говорит участник исследования Франк Гюнтер (Frank Guenther) из Бостонского университета.
Полная версия отчета ученых опубликована в журнале PLoS ONE.