Una svolta scientifica nella lettura della mente: inventare gadget che tutti possono acquistare

2024 Autore: Seth Attwood | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 16:08

Gli ingegneri dell'Istituto per lo studio dell'attività nervosa superiore sono stati in grado di creare un sistema che traduce i pensieri in un discorso intelligibile e riconoscibile. Controllando l'attività cerebrale di qualcuno, la tecnologia ricostruisce i pensieri in parole.

Questa scoperta scientifica, unita alla potenza dell'intelligenza artificiale e dei sintetizzatori vocali, apre una nuova era nell'interazione tra il computer e il cervello. Naturalmente, questo apre anche nuove opportunità per le persone che, per un motivo o per l'altro, hanno perso la capacità di parlare.

“Le nostre voci aiutano a rimanere in contatto con i nostri amici, la famiglia e il mondo che ci circonda, quindi la perdita di potenza vocale a causa di lesioni o malattie è devastante per le persone. Tuttavia, con le conoscenze odierne, abbiamo un modo potenziale per ripristinare questo potere. Abbiamo dimostrato che con la giusta tecnologia, i pensieri delle persone possono essere decifrati e compresi da qualsiasi ascoltatore , afferma Nima Mesgarani, Ph. D. e uno degli autori di uno studio condotto presso il Mortimer B. Zuckerman Institute of Mental Behaviour alla Columbia Università.

Decenni di ricerche hanno dimostrato che quando le persone parlano, o addirittura immaginano di pronunciare parole, nel loro cervello compaiono modelli caratteristici di attività. Uno schema di segnalazione chiaro e riconoscibile nasce anche quando ascoltiamo qualcuno che parla, o immaginiamo di ascoltare. Gli esperti hanno cercato per decenni di decifrare questi schemi, ma solo ora si è aperto davanti a loro un futuro, in cui i pensieri non possono più essere nascosti all'interno del cervello, ma possono invece essere tradotti nel linguaggio parlato a piacimento.

Ma realizzare questa impresa non è stato facile. I primi tentativi di decifrare i segnali cerebrali del Dr. Mesgarani e di altri si sono concentrati su semplici modelli al computer che analizzavano gli spettrogrammi, che sono rappresentazioni visive delle frequenze sonore.

Ma poiché questo approccio non ha prodotto nulla di simile a un discorso intelligibile, il team del Dr. Mesgarani si è invece rivolto a un vocoder, un algoritmo informatico in grado di sintetizzare il parlato dopo essere stato addestrato a registrare le conversazioni delle persone.

"Questa è la stessa tecnologia che Amazon Echo e Apple Siri usano per rispondere verbalmente alle nostre domande", ha affermato il dott. Mesgarani, che è anche professore associato di ingegneria elettrica presso la Columbia School of Engineering and Applied Science della Fu Foundation.

Per insegnare al vocoder a interpretare l'attività cerebrale, il dottor Mesgarani ha collaborato con Ashesh Dinesh Mehta, M. D., PhD, neurochirurgo presso il Neuroscience Institute di Northwell Health Physician Partners e coautore dell'articolo di oggi. Il Dr. Mehta tratta pazienti con epilessia, alcuni dei quali devono essere sottoposti a regolari interventi chirurgici.

"Lavorando con il dott. Mehta, abbiamo chiesto ai pazienti epilettici che avevano già subito un intervento chirurgico al cervello di ascoltare i suggerimenti di persone diverse mentre misuravamo i modelli nella loro attività cerebrale", afferma il dott. Mesgarani. "Questi schemi neurali hanno addestrato il vocoder."

I ricercatori hanno quindi chiesto agli stessi pazienti di ascoltare gli altoparlanti che pronunciavano i numeri da 0 a 9 mentre registravano segnali cerebrali che potevano poi essere passati attraverso un vocoder. Il suono prodotto dal vocoder in risposta a questi segnali è stato analizzato e perfezionato utilizzando reti neurali come l'intelligenza artificiale che imitano la struttura dei neuroni in un cervello biologico.

Il risultato finale era una voce robotica che ripeteva una sequenza di numeri. Per verificare l'accuratezza della registrazione, la dott.ssa Mesgarani e il suo team hanno incaricato le persone di ascoltare la registrazione e di riferire ciò che hanno sentito.

"Abbiamo scoperto che gli esseri umani possono comprendere e ripetere i suoni circa il 75% delle volte, il che è di gran lunga superiore a qualsiasi tentativo precedente", afferma il dott. Mesgarani. Il miglioramento dell'intelligibilità è stato particolarmente evidente confrontando le nuove registrazioni con i tentativi precedenti basati sullo spettrogramma. "Un vocoder sensibile e potenti reti neurali hanno rappresentato i suoni che i pazienti hanno originariamente sentito con sorprendente precisione".

La dottoressa Mesgarani e il suo team ora hanno in programma di testare parole e frasi più difficili. Intendono anche eseguire gli stessi test sui segnali cerebrali emessi quando una persona parla o immagina un discorso. In definitiva, sperano che il loro sistema possa essere parte di un impianto, simile a quelli indossati da alcuni pazienti epilettici, che traduca i pensieri di chi lo indossa direttamente in parole.

"In questo scenario, se il proprietario del chip pensa: 'Ho bisogno di un bicchiere d'acqua', il nostro sistema può assorbire i segnali cerebrali generati da quel pensiero e convertirli in un discorso verbale sintetizzato", afferma il dott. Mesgarani. "È un punto di svolta e per chiunque abbia perso la capacità di parlare a causa di un infortunio o di una malattia, la tecnologia offre una nuova possibilità di comunicare con il mondo che li circonda".

Commento editoriale di The Big The One:Poiché alcuni dei nostri dipendenti hanno un certo rapporto con la neurofisiologia, possiamo affermare in modo assolutamente inequivocabile che risolvere il problema della lettura dei pensieri e tradurre questi pensieri in parole non è un problema che qualche dottore in filosofia può risolvere insieme a un neurochirurgo intelligente. Questo è un compito dell'istituto di ricerca, che lo risolverà per cento, duecento o più anni. Inoltre, non è affatto un dato di fatto che l'istituto di ricerca risolverà questo problema, anche se tutti i supercomputer della NASA verranno portati lì, sui quali una folla di ingegneri inizierà a simulare le reti neurali. Tuttavia, un articolo su una rivista scientifica non mentirà e il fatto del riconoscimento dei pensieri è sicuramente lì. Come si possono dunque mettere insieme questi due fatti?

Molto semplice. Negli ultimi 20-30 anni, nel mondo è apparso un numero enorme di tecnologie completamente incredibili e molto complesse come microprocessori e dischi rigidi. E ogni giorno compaiono sempre più nuove invenzioni, che vengono scritte ad alcuni "studenti talentuosi" che, seduti in garage, hanno raccolto un pezzo da rottame metallico, su cui si battono gli istituti di ricerca da 50 anni. E in questo caso abbiamo un'invenzione di una genesi simile. Cioè, uno sviluppo che è stato fatto (o trasferito alle persone) per molti anni da una persona sconosciuta, ma che è stato scritto a una zia e uno zio dalla Colombia.

In effetti, non c'è assolutamente alcuna differenza su chi Wikipedia definirà gli "inventori" della tecnologia. La cosa principale è che la tecnologia è stata presentata al mondo utilizzando una rivista scientifica. Inoltre, alcune società cinesi inizieranno a produrre tali "gadget" che abitueranno le persone all'idea stessa che la loro testa sia diventata completamente trasparente. Infine, la terza tappa sarà la stessa orwelliana "1984" quando anche i pensieri di qualsiasi persona possono essere letti liberamente a distanza. Ad esempio, posizionando sensori speciali negli appartamenti o integrando uno speciale chip che risponde agli impulsi cerebrali nel corpo. Inoltre.

Di norma, ogni tecnologia ha un'applicazione inversa. Ad esempio, se esiste una tecnologia per convertire gli impulsi nervosi in parole, utilizzando lo stesso principio, puoi trasformare qualsiasi parola nei pensieri di qualcuno. In questa situazione, i presidenti di diversi paesi hanno una grandiosa prospettiva di essere supportati da assolutamente l'intero elettorato, poiché ora c'è un'opportunità tecnica per far pensare anche ogni elettore come lui: basta inserire un segnale correttamente modulato nella presa.

In generale, che dire: le prospettive per il mondo si stanno aprendo le più meravigliose e stiamo seguendo con interesse lo sviluppo degli eventi.