Ein wissenschaftlicher Durchbruch beim Gedankenlesen: Die Erfindung von Gadgets, die jeder kaufen kann

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 16:01

Ingenieuren des Instituts für das Studium der höheren Nervenaktivität ist es gelungen, ein System zu entwickeln, das Gedanken in verständliche und erkennbare Sprache übersetzt. Durch die Kontrolle der Gehirnaktivität einer Person rekonstruiert Technologie Gedanken in Worte.

Dieser wissenschaftliche Durchbruch, gepaart mit der Leistungsfähigkeit von KI und Sprachsynthesizern, eröffnet eine neue Ära in der Interaktion zwischen Computer und Gehirn. Dies eröffnet natürlich auch neue Möglichkeiten für Menschen, die aus dem einen oder anderen Grund die Fähigkeit zum Sprechen verloren haben.

„Unsere Stimmen helfen, mit unseren Freunden, unserer Familie und der Welt um uns herum in Kontakt zu bleiben, daher ist der Verlust der Stimmkraft aufgrund von Verletzungen oder Krankheiten verheerend für die Menschen. Mit dem heutigen Wissensbestand haben wir jedoch einen möglichen Weg, diese Macht wiederherzustellen. Wir haben gezeigt, dass die Gedanken der Menschen mit der richtigen Technologie von jedem Zuhörer entziffert und verstanden werden können “, sagt Nima Mesgarani, Ph. D. und eine der Autoren einer Studie, die am Mortimer B. Zuckerman Institute of Mental Behavior at Columbia durchgeführt wurde Universität.

Jahrzehntelange Forschung hat gezeigt, dass Menschen, die sprechen oder sich sogar vorstellen, Worte auszusprechen, charakteristische Aktivitätsmuster in ihrem Gehirn auftauchen. Ein klares und erkennbares Signalmuster entsteht auch, wenn wir jemandem beim Sprechen zuhören oder uns vorstellen zuzuhören. Experten versuchen seit Jahrzehnten, diese Muster zu entschlüsseln, doch erst jetzt eröffnet sich ihnen eine Zukunft, in der Gedanken nicht mehr im Gehirn versteckt, sondern nach Belieben in die gesprochene Sprache übersetzt werden können.

Aber dieses Kunststück zu vollbringen war nicht einfach. Frühe Versuche, Gehirnsignale von Dr. Mesgarani und anderen zu entschlüsseln, konzentrierten sich auf einfache Computermodelle, die Spektrogramme analysierten, die visuelle Darstellungen von Schallfrequenzen sind.

Da dieser Ansatz jedoch keine annähernd verständliche Sprache hervorbrachte, wandte sich Dr. Mesgaranis Team stattdessen einem Vocoder zu, einem Computeralgorithmus, der Sprache synthetisieren kann, nachdem er darauf trainiert wurde, die Gespräche von Menschen aufzuzeichnen.

„Dies ist dieselbe Technologie, die Amazon Echo und Apple Siri verwenden, um unsere Fragen mündlich zu beantworten“, sagte Dr. Mesgarani, der auch außerordentlicher Professor für Elektrotechnik an der Columbia School of Engineering and Applied Science der Fu Foundation ist.

Um dem Vocoder beizubringen, die Gehirnaktivität zu interpretieren, hat sich Dr. Mesgarani mit Ashesh Dinesh Mehta, M. D., PhD, Neurochirurgin am Neuroscience Institute von Northwell Health Physician Partners und Co-Autorin des heutigen Artikels zusammengetan. Dr. Mehta behandelt Patienten mit Epilepsie, von denen einige regelmäßig operiert werden müssen.

„In Zusammenarbeit mit Dr. Mehta haben wir epileptische Patienten, die sich bereits einer Gehirnoperation unterzogen hatten, gebeten, sich die Vorschläge verschiedener Personen anzuhören, während wir Muster ihrer Gehirnaktivität maßen“, sagt Dr. Mesgarani. "Diese neuronalen Muster haben den Vocoder trainiert."

Die Forscher baten dann dieselben Patienten, Lautsprechern zuzuhören, die die Zahlen 0 bis 9 aussprachen, während sie Gehirnsignale aufzeichneten, die dann durch einen Vocoder geleitet werden konnten. Der vom Vocoder als Reaktion auf diese Signale erzeugte Klang wurde mit neuronalen Netzen wie künstlicher Intelligenz analysiert und verfeinert, die die Struktur von Neuronen in einem biologischen Gehirn nachahmen.

Das Endergebnis war eine Roboterstimme, die eine Zahlenfolge wiederholte. Um die Richtigkeit der Aufzeichnung zu überprüfen, wiesen Dr. Mesgarani und ihr Team die Leute an, sich die Aufzeichnung anzuhören und zu berichten, was sie gehört haben.

„Wir fanden heraus, dass Menschen Geräusche in etwa 75 % der Fälle verstehen und wiederholen können, was allen früheren Versuchen weit überlegen ist“, sagt Dr. Mesgarani. Besonders deutlich wurde die Verbesserung der Verständlichkeit beim Vergleich der Neuaufnahmen mit früheren Versuchen anhand des Spektrogramms. "Ein sensibler Vocoder und leistungsstarke neuronale Netze repräsentierten die Klänge, die Patienten ursprünglich gehört hatten, mit erstaunlicher Genauigkeit."

Dr. Mesgarani und ihr Team planen nun, schwierigere Wörter und Sätze zu testen. Sie beabsichtigen auch, dieselben Tests an den Gehirnsignalen durchzuführen, die ausgesandt werden, wenn eine Person spricht oder sich Sprache vorstellt. Letztendlich hoffen sie, dass ihr System Teil eines Implantats sein kann, ähnlich wie es von einigen Epilepsiepatienten getragen wird, die die Gedanken des Trägers direkt in Worte fassen.

„Wenn der Besitzer des Chips in diesem Szenario denkt: ‚Ich brauche ein Glas Wasser‘, kann unser System die durch diesen Gedanken erzeugten Gehirnsignale aufnehmen und in synthetisierte verbale Sprache umwandeln“, sagt Dr. Mesgarani. "Es ist ein Game Changer und für jeden, der aufgrund einer Verletzung oder Krankheit die Fähigkeit zum Sprechen verloren hat, bietet die Technologie eine neue Chance, mit der Welt um ihn herum zu kommunizieren."

Redaktioneller Kommentar von The Big The One:Da einige unserer Mitarbeiter einen gewissen Bezug zur Neurophysiologie haben, können wir absolut eindeutig feststellen, dass die Lösung des Problems des Lesens von Gedanken und deren Übersetzung in Worte kein Problem ist, das so mancher Doktor der Philosophie gemeinsam mit einem intelligenten Neurochirurgen lösen kann. Dies ist eine Aufgabe für das Forschungsinstitut, die sie hundert, zweihundert oder mehr Jahre lösen wird. Dass das Forschungsinstitut dieses Problem lösen wird, ist übrigens keineswegs eine Tatsache - selbst wenn alle Supercomputer der NASA dorthin gebracht werden, auf denen eine Menge Ingenieure beginnen werden, neuronale Netze zu simulieren. Ein Artikel in einer wissenschaftlichen Zeitschrift wird jedoch nicht lügen und die Tatsache, dass Gedanken erkannt werden, ist definitiv vorhanden. Wie also lassen sich diese beiden Tatsachen zusammenbringen?

Sehr einfach. In den letzten 20-30 Jahren ist eine Vielzahl von völlig unglaublichen und sehr komplexen Technologien wie Mikroprozessoren und Festplatten auf der Welt aufgetaucht. Und jeden Tag tauchen immer neue Erfindungen auf, die einigen "begabten Studenten" aufgeschrieben werden, die in der Garage sitzend ein Stück aus Altmetall gesammelt haben, um das Forschungsinstitute seit 50 Jahren streiten. Und in diesem Fall haben wir eine Erfindung ähnlicher Genese. Das heißt, eine Entwicklung, die seit vielen Jahren von einer unbekannten Person gemacht (oder auf Menschen übertragen) wurde, die jedoch einer Tante und einem Onkel aus Kolumbien aufgeschrieben wurde.

Tatsächlich macht es überhaupt keinen Unterschied, wen Wikipedia als "Erfinder" der Technologie bezeichnet. Hauptsache, die Technologie wurde der Welt in einem wissenschaftlichen Journal vorgestellt. Außerdem werden einige chinesische Unternehmen anfangen, solche "Gadgets" zu produzieren, die die Leute daran gewöhnen, dass ihr Kopf jetzt völlig transparent ist. Schließlich wird die dritte Stufe das gleiche Orwellsche "1984" sein, wenn sogar die Gedanken einer Person aus der Ferne frei gelesen werden können. Zum Beispiel durch die Platzierung spezieller Sensoren in Wohnungen oder die Integration eines speziellen Chips, der auf Hirnimpulse in den Körper reagiert. Außerdem.

In der Regel hat jede Technologie eine umgekehrte Anwendung. Wenn es zum Beispiel eine Technologie gibt, um Nervenimpulse in Worte umzuwandeln, dann können Sie nach demselben Prinzip beliebige Worte in Gedanken verwandeln. In dieser Situation haben die Präsidenten verschiedener Länder eine grandiose Aussicht, von absolut der gesamten Wählerschaft unterstützt zu werden, da es jetzt eine technische Möglichkeit gibt, jeden Wähler sogar dazu zu bringen, wie er zu denken - es reicht, ein richtig moduliertes Signal in die Steckdose zu stecken.

Was soll man allgemein sagen - die Perspektiven für die Welt eröffnen sich am schönsten und wir verfolgen mit Interesse die Entwicklung der Ereignisse.