Une percée scientifique dans la lecture d'esprit : inventer des gadgets que tout le monde peut acheter

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-16 16:04

Les ingénieurs de l'Institut pour l'étude de l'activité nerveuse supérieure ont pu créer un système qui traduit les pensées en paroles intelligibles et reconnaissables. En contrôlant l'activité cérébrale de quelqu'un, la technologie reconstruit les pensées en mots.

Cette percée scientifique, couplée à la puissance de l'IA et des synthétiseurs vocaux, ouvre une nouvelle ère dans l'interaction entre l'ordinateur et le cerveau. Bien sûr, cela ouvre également de nouvelles opportunités pour les personnes qui, pour une raison ou une autre, ont perdu la capacité de parler.

« Nos voix aident à rester en contact avec nos amis, notre famille et le monde qui nous entoure, donc la perte de puissance vocale due à une blessure ou à une maladie est dévastatrice pour les gens. Cependant, avec le stock de connaissances d'aujourd'hui, nous avons un moyen potentiel de restaurer ce pouvoir. Nous avons montré qu'avec la bonne technologie, les pensées des gens peuvent être déchiffrées et comprises par n'importe quel auditeur », déclare Nima Mesgarani, Ph. D. et l'un des auteurs d'une étude menée au Mortimer B. Zuckerman Institute of Mental Behavior à Columbia. Université.

Des décennies de recherche ont montré que lorsque les gens parlent, ou même imaginent qu'ils prononcent des mots, des schémas d'activité caractéristiques apparaissent dans leur cerveau. Un schéma de signalisation clair et reconnaissable apparaît également lorsque nous écoutons quelqu'un parler ou imaginons que nous écoutons. Les experts ont essayé de déchiffrer ces schémas pendant des décennies, mais ce n'est qu'aujourd'hui qu'un avenir s'est ouvert devant eux, dans lequel les pensées ne peuvent plus être cachées dans le cerveau, mais peuvent être traduites en langage parlé à volonté.

Mais accomplir cet exploit n'a pas été facile. Les premières tentatives de déchiffrement des signaux cérébraux du Dr Mesgarani et d'autres se sont concentrées sur des modèles informatiques simples qui ont analysé les spectrogrammes, qui sont des représentations visuelles des fréquences sonores.

Mais étant donné que cette approche n'a rien produit de proche d'une parole intelligible, l'équipe du Dr Mesgarani s'est plutôt tournée vers un vocodeur, un algorithme informatique qui peut synthétiser la parole après avoir été formé pour enregistrer les conversations des gens.

"C'est la même technologie qu'Amazon Echo et Apple Siri utilisent pour répondre verbalement à nos questions", a déclaré le Dr Mesgarani, qui est également professeur agrégé de génie électrique à la Columbia School of Engineering and Applied Science de la Fondation Fu.

Pour apprendre au vocodeur à interpréter l'activité cérébrale, le Dr Mesgarani s'est associé à Ashesh Dinesh Mehta, M. D., PhD, neurochirurgien au Northwell Health Physician Partners' Neuroscience Institute et co-auteur de l'article d'aujourd'hui. Le Dr Mehta traite des patients épileptiques, dont certains doivent subir des interventions chirurgicales régulières.

« En collaboration avec le Dr Mehta, nous avons demandé à des patients épileptiques qui avaient déjà subi une chirurgie cérébrale d'écouter les suggestions de différentes personnes pendant que nous mesurions les schémas de leur activité cérébrale », explique le Dr Mesgarani. "Ces schémas neuronaux ont entraîné le vocodeur."

Les chercheurs ont ensuite demandé aux mêmes patients d'écouter des locuteurs prononçant les nombres de 0 à 9 tout en enregistrant des signaux cérébraux qui pourraient ensuite être transmis via un vocodeur. Le son produit par le vocodeur en réponse à ces signaux a été analysé et affiné à l'aide de réseaux de neurones tels que l'intelligence artificielle qui imitent la structure des neurones dans un cerveau biologique.

Le résultat final était une voix robotique répétant une séquence de chiffres. Pour vérifier l'exactitude de l'enregistrement, le Dr Mesgarani et son équipe ont demandé aux gens d'écouter l'enregistrement et de rapporter ce qu'ils avaient entendu.

« Nous avons découvert que les humains peuvent comprendre et répéter les sons environ 75 % du temps, ce qui est de loin supérieur à toutes les tentatives précédentes », explique le Dr Mesgarani. L'amélioration de l'intelligibilité était particulièrement évidente lors de la comparaison des nouveaux enregistrements avec des tentatives antérieures basées sur le spectrogramme. "Un vocodeur sensible et de puissants réseaux de neurones représentaient les sons que les patients entendaient à l'origine avec une précision étonnante."

Le Dr Mesgarani et son équipe prévoient maintenant de tester des mots et des phrases plus difficiles. Ils ont également l'intention d'effectuer les mêmes tests sur les signaux cérébraux émis lorsqu'une personne parle ou imagine une parole. En fin de compte, ils espèrent que leur système pourra faire partie d'un implant, similaire à ceux portés par certains patients épileptiques, qui traduisent directement les pensées du porteur en mots.

« Dans ce scénario, si le propriétaire de la puce pense: « J'ai besoin d'un verre d'eau », notre système peut capter les signaux cérébraux générés par cette pensée et les convertir en discours verbal synthétisé », explique le Dr Mesgarani. "Cela change la donne et pour toute personne qui a perdu la capacité de parler en raison d'une blessure ou d'une maladie, la technologie offre une nouvelle chance de communiquer avec le monde qui l'entoure."

Commentaire éditorial de The Big The One: Étant donné que certains de nos employés ont une certaine relation avec la neurophysiologie, nous pouvons affirmer sans équivoque que résoudre le problème de la lecture des pensées et de la traduction de ces pensées en mots n'est pas un problème qu'un docteur en philosophie peut résoudre avec un neurochirurgien intelligent. C'est une tâche pour l'institut de recherche, qui le résoudra pendant cent, deux cents ans ou plus. De plus, ce n'est pas du tout un fait que l'institut de recherche résoudra ce problème - même si tous les supercalculateurs de la NASA y sont amenés, sur lesquels une foule d'ingénieurs commencera à simuler des réseaux de neurones. Cependant, un article dans une revue scientifique ne mentira pas et le fait de reconnaître des pensées est bien là. Comment alors rapprocher ces deux faits ?

Très simple. Au cours des 20 à 30 dernières années, un grand nombre de technologies complètement incroyables et très complexes telles que les microprocesseurs et les disques durs sont apparues dans le monde. Et chaque jour, de plus en plus de nouvelles inventions apparaissent, qui sont écrites par des "étudiants talentueux" qui, assis dans le garage, ont récupéré un morceau de ferraille, sur lequel les instituts de recherche se débattent depuis 50 ans. Et dans ce cas, nous avons une invention d'une genèse similaire. C'est-à-dire un développement qui a été fait (ou transféré à des personnes) pendant de nombreuses années par une personne inconnue, mais qui a été écrit à une tante et à un oncle de Colombie.

En fait, il n'y a absolument aucune différence entre ceux que Wikipedia écrira comme les « inventeurs » de la technologie. L'essentiel est que la technologie ait été présentée au monde à l'aide d'un journal scientifique. De plus, certaines entreprises chinoises vont commencer à produire de tels "gadgets" qui habitueront les gens à l'idée même que leur tête est maintenant devenue complètement transparente. Enfin, la troisième étape sera la même orwellienne "1984" où même les pensées de toute personne peuvent être librement lues à distance. Par exemple, en plaçant des capteurs spéciaux dans des appartements ou en intégrant une puce spéciale qui répond aux impulsions cérébrales dans le corps. De plus.

En règle générale, chaque technologie a une application inverse. Par exemple, s'il existe une technologie pour convertir les impulsions nerveuses en mots, en utilisant le même principe, vous pouvez transformer n'importe quel mot en pensées de quelqu'un. Dans cette situation, les présidents de différents pays ont une perspective grandiose d'être soutenus par absolument tout l'électorat, car il existe maintenant une opportunité technique de faire en sorte que chaque électeur pense même comme lui - il suffit de mettre un signal correctement modulé dans la prise.

En général, que dire - les perspectives du monde s'ouvrent des plus belles et nous suivons avec intérêt l'évolution des événements.