طفرة علمية في القراءة: ابتكار أدوات يمكن للجميع شراؤها

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

تمكن المهندسون من معهد دراسة النشاط العصبي العالي من إنشاء نظام يترجم الأفكار إلى كلام واضح ويمكن التعرف عليه. من خلال التحكم في نشاط دماغ شخص ما ، تعيد التكنولوجيا بناء الأفكار إلى كلمات.

هذا الإنجاز العلمي ، إلى جانب قوة الذكاء الاصطناعي ومُصنِّع الكلام ، يفتح حقبة جديدة في التفاعل بين الكمبيوتر والدماغ. بالطبع ، هذا يفتح أيضًا فرصًا جديدة للأشخاص الذين ، لسبب أو لآخر ، فقدوا القدرة على التحدث.

تساعد أصواتنا في البقاء على اتصال بأصدقائنا وعائلتنا والعالم من حولنا ، لذا فإن فقدان قوة الصوت بسبب الإصابة أو المرض أمر مدمر للناس. ومع ذلك ، مع مخزون المعرفة اليوم ، لدينا طريقة محتملة لاستعادة هذه القوة. لقد أظهرنا أنه باستخدام التكنولوجيا الصحيحة ، يمكن لأي مستمع فك رموز أفكار الناس وفهمها ، كما تقول نعمة مسغاراني ، دكتوراه وأحد مؤلفي دراسة أجريت في معهد مورتيمر ب. زوكرمان للسلوك العقلي في كولومبيا جامعة.

أظهرت عقود من البحث أنه عندما يتحدث الناس ، أو حتى يتخيلوا أنهم ينطقون بكلمات ، تظهر أنماط مميزة من النشاط في أدمغتهم. ينشأ نمط إشارة واضح ويمكن التعرف عليه عندما نستمع إلى شخص يتحدث ، أو نتخيل أننا نستمع. حاول الخبراء فك رموز هذه الأنماط لعقود من الزمن ، ولكن الآن فقط فتح أمامهم مستقبل لا يمكن فيه إخفاء الأفكار داخل الدماغ ، ولكن بدلاً من ذلك يمكن ترجمتها إلى لغة منطوقة حسب الرغبة.

لكن إنجاز هذا العمل الفذ لم يكن سهلاً. ركزت المحاولات المبكرة لفك رموز إشارات الدماغ من الدكتور مسغاراني وآخرون على نماذج حاسوبية بسيطة تحلل مخططات الطيف ، وهي تمثيلات مرئية للترددات الصوتية.

ولكن نظرًا لحقيقة أن هذا النهج لم ينتج عنه أي شيء قريب من الكلام الواضح ، فقد تحول فريق الدكتور مسغاراني بدلاً من ذلك إلى مشفر صوتي ، وهو خوارزمية كمبيوتر يمكنها تركيب الكلام بعد تدريبه على تسجيل محادثات الناس.

قال الدكتور ميسغاراني ، وهو أيضًا أستاذ مساعد في الهندسة الكهربائية في كلية كولومبيا للهندسة والعلوم التطبيقية التابعة لمؤسسة فو: "هذه هي نفس التقنية التي يستخدمها Amazon Echo و Apple Siri للإجابة شفهيًا على أسئلتنا".

لتعليم المشفر الصوتي تفسير نشاط الدماغ ، تعاون الدكتور مسغاراني مع أشيش دينيش ميهتا ، دكتوراه في الطب ، دكتوراه ، جراح أعصاب في معهد نورثويل هيلث فيزيشن بارتنرز للعلوم العصبية والمؤلف المشارك لمقال اليوم. يعالج الدكتور ميهتا مرضى الصرع ، وبعضهم يجب أن يخضع لعمليات جراحية منتظمة.

يقول الدكتور مسغاراني: "من خلال العمل مع الدكتور ميهتا ، طلبنا من مرضى الصرع الذين خضعوا بالفعل لعملية جراحية في الدماغ الاستماع إلى اقتراحات من أشخاص مختلفين أثناء قيامنا بقياس أنماط نشاط أدمغتهم". "هذه الأنماط العصبية دربت المشفر الصوتي."

ثم طلب الباحثون من نفس المرضى الاستماع إلى المتحدثين الذين ينطقون الأرقام من 0 إلى 9 أثناء تسجيل إشارات الدماغ التي يمكن بعد ذلك تمريرها عبر مشفر صوتي. تم تحليل الصوت الناتج عن المشفر الصوتي استجابة لهذه الإشارات وصقله باستخدام الشبكات العصبية مثل الذكاء الاصطناعي الذي يحاكي بنية الخلايا العصبية في الدماغ البيولوجي.

وكانت النتيجة النهائية صوتًا آليًا يكرر سلسلة من الأرقام.للتحقق من دقة التسجيل ، وجهت الدكتورة مسغاراني وفريقها الناس للاستماع إلى التسجيل والإبلاغ عما سمعوه.

يقول الدكتور مسغاراني: "وجدنا أن البشر يمكنهم فهم الأصوات وتكرارها بنسبة 75٪ تقريبًا من الوقت ، وهو أفضل بكثير من أي محاولات سابقة". كان التحسن في الوضوح واضحًا بشكل خاص عند مقارنة التسجيلات الجديدة بالمحاولات السابقة بناءً على المخطط الطيفي. "مشفر صوتي حساس وشبكات عصبية قوية تمثل الأصوات التي سمعها المرضى في الأصل بدقة مذهلة."

تخطط الدكتورة مسغاراني وفريقها الآن لاختبار كلمات وجمل أكثر صعوبة. كما أنهم يعتزمون إجراء نفس الاختبارات على إشارات الدماغ المنبعثة عندما يتحدث الشخص أو يتخيل الكلام. في النهاية ، يأملون أن يكون نظامهم جزءًا من عملية زرع ، على غرار تلك التي يرتديها بعض مرضى الصرع ، والتي تترجم أفكار مرتديها مباشرة إلى كلمات.

يقول الدكتور مسغاراني: "في هذا السيناريو ، إذا اعتقد مالك الشريحة ،" أنا بحاجة إلى كوب من الماء "، يمكن لنظامنا أن يأخذ إشارات الدماغ الناتجة عن هذا الفكر ويحولها إلى كلام شفهي مركب". "إنها لعبة غيرت قواعد اللعبة وبالنسبة لأي شخص فقد القدرة على التحدث بسبب الإصابة أو المرض ، تمنح التكنولوجيا فرصة جديدة للتواصل مع العالم من حوله."

تعليق تحريري لـ The Big The One: نظرًا لأن بعض موظفينا لديهم علاقة معينة بعلم وظائف الأعضاء العصبية ، يمكننا أن نقول بشكل لا لبس فيه أن حل مشكلة قراءة الأفكار وترجمة هذه الأفكار إلى كلمات ليس مشكلة يمكن لبعض دكتوراه الفلسفة حلها مع جراح أعصاب ذكي. هذه مهمة معهد البحث الذي سيحلها لمائة أو مائتي عام أو أكثر. علاوة على ذلك ، ليس من الحقائق على الإطلاق أن معهد الأبحاث سوف يحل هذه المشكلة - حتى لو تم إحضار جميع أجهزة الكمبيوتر العملاقة التابعة لناسا إلى هناك ، حيث سيبدأ حشد من المهندسين في محاكاة الشبكات العصبية. ومع ذلك ، فإن مقالة في مجلة علمية لن تكذب ، وحقيقة التعرف على الأفكار موجودة بالتأكيد. كيف إذن يمكن الجمع بين هاتين الحقيقتين؟

بسيط جدا. في العشرين إلى الثلاثين عامًا الماضية ، ظهر في العالم عدد كبير من التقنيات المذهلة والمعقدة جدًا مثل المعالجات الدقيقة ومحركات الأقراص الثابتة. وكل يوم تظهر المزيد والمزيد من الاختراعات الجديدة ، والتي يتم كتابتها إلى بعض "الطلاب الموهوبين" الذين ، جالسين في المرآب ، وجمعوا قطعة من الخردة المعدنية ، والتي تكافح من أجلها معاهد الأبحاث منذ 50 عامًا. وفي هذه الحالة لدينا اختراع من أصل مشابه. هذا هو التطور الذي تم القيام به (أو نقله إلى الناس) لسنوات عديدة من قبل شخص غير معروف ، ولكن تمت كتابته إلى خاله وعمه من كولومبيا.

في الواقع ، لا يوجد فرق على الإطلاق بين من ستدونه ويكيبيديا على أنهم "مخترعو" التكنولوجيا. الشيء الرئيسي هو أن التكنولوجيا تم تقديمها للعالم باستخدام مجلة علمية. علاوة على ذلك ، ستبدأ بعض الشركات الصينية في إنتاج مثل هذه "الأدوات" التي ستعتاد الناس على فكرة أن رؤوسهم أصبحت الآن شفافة تمامًا. أخيرًا ، ستكون المرحلة الثالثة هي نفس المرحلة الأورويلية "1984" حيث يمكن حتى لأفكار أي شخص أن تقرأ بحرية من مسافة بعيدة. على سبيل المثال ، عن طريق وضع مستشعرات خاصة في الشقق أو دمج شريحة خاصة تستجيب لنبضات الدماغ في الجسم. وعلاوة على ذلك.

كقاعدة عامة ، لكل تقنية تطبيق عكسي. على سبيل المثال ، إذا كانت هناك تقنية لتحويل النبضات العصبية إلى كلمات ، فعند استخدام نفس المبدأ ، يمكنك تحويل أي كلمات إلى أفكار شخص ما. في هذه الحالة ، يتمتع رؤساء الدول المختلفة بإمكانية كبيرة للحصول على دعم من قبل الناخبين بالكامل ، حيث توجد الآن فرصة تقنية لجعل كل ناخب يفكر مثله - يكفي وضع إشارة معدلة بشكل صحيح في المقبس.

بشكل عام ، ماذا أقول - آفاق العالم تنفتح بشكل رائع ونحن نتابع تطور الأحداث باهتمام.