Hitro prevajanje možganskih signalov v pisano besedo

Ameriškim znanstvenikom je uspel navdušujoč preboj v tehnologiji strojnih vmesnikov med možgani in računalnikom: tetraplegiku so s pomočjo možganskega vsadka omogočili, da je pisal s kar devetdesetimi znaki na minuto, dvakrat več od doslej dosegljive hitrosti.

Tehnologija invazivnih implantatov v možganih obeta, da bi lahko pacientom s težjimi poškodbami živčevja omogočila povrnitev nekaterih ključnih funkcij za normalno življenje, kjer je precej visoko na spisku neovirano komuniciranje z okolico. Ti ljudje - kot je bil na primer Stephen Hawking - danes zvečine uporabljajo zaznavo gibanja oči za to, da na razpredelnici izbirajo črke in besede. Na ta način lahko dobro izvežbani uporabniki pišejo ali govorijo s hitrostjo dobrih 45 znakov na minuto. Kdor je celo toliko nepokreten, da ne more uporabljati niti takšnega pristopa, bi si lahko v prihodnosti pomagal z vsadki v glavi. Dosedanji pristopi so v glavnem gradili na omenjenem izbiranju postavk s kurzorjem in na ta način dosegali hitrost okoli 40 znakov na minuto, medtem ko so razne naprednejše metode zaznavanja misli še zelo v povojih. Sedaj pa so raziskovalci z univerze Stanford predstavili posrečen nov prijem, ki hitrost več kot podvoji - na način, da ujame oblikovanje pisane besede v možganih.

Tetraplegiku, ki je paraliziran od vratu navzdol, so v možgane vsadili elektrode, ki so zajemale signale s področij, ki se prižgejo ob misli na pisanje besedil. Nato so morali izuriti strojni algoritem za prepoznavo signalov, ki je sicer uporabljal specifičen tip nevronske mreže - recurrent neural network. Dotlej se takšnega pristopa še niso resneje lotili in je bilo podatkov za učenje algoritma zelo malo, zato je toliko bolj navdušujoče, kakšno učinkovitost je iznajdba pokazala: sistem je v surovi obliki prepoznal dobrih 94% "zamišljenih" znakov, s pomočjo dodatnega algoritma za prepoznavo govora (ali po domače, auto-correcta) pa 99%. Na ta način je testna oseba razvila hitrost pisanja s kar 90 znaki na minuto, več kot dvakrat več od dosedanjih načinov in že kar blizu okoli 110 znakom, ki jih zmorejo zdravi ljudje. Raziskovalce sicer čaka še dosti dela; vzorec ene osebe je še premajhen, da bi učinkovitost lahko potrdili kot univerzalno, pa tudi je angleščina razmeroma preprost jezik in tisti z več znaki bi znali imeti večje probleme. Toda projekt je pokazal na zelo zanimivo dejstvo: možganski signali za pisanje so zelo razločljivi in robustni, kar obeta hiter razvoj in veliko možnost za učinkovito praktično uporabo.

Študijo je sofinanciral ameriški Nacionalni inštitut za zdravje, sicer pa je potekala v okviru programa BrainGate, v katerem se je odvil velik delež prebojev v rabi invazivnih strojnih vmesnikov (BCI - brain-computer interface) v zadnjem desetletju. Ravno pred dobrim mesecem dni je postregel s še enim dosežkom: prvo praktično rabo možganskega implantata z brezžičnim pošiljanjem signala pri človeku. Objava je sicer prispela ravno v času, ko so pri Neuralinku paradirali s svojo opico, ki igra Pong. Mimogrede, Američan Nathan Copeland, ki je eden rednih testnih osebkov in je dal skozi že kopico vsadkov, je makaka te dni pozval na dvoboj.