Ученые представили имплант для декодирования мыслей человека
Представьте чип, который улавливает внутренний монолог и превращает его в текст на экране. Мысли, которые обычно остаются лишь в голове, впервые удалось декодировать с точностью около 74%. Исследователи из Стэнфорда показали имплант, способный распознавать мысленно произнесенные фразы, а для активации ввели защитный механизм. Перед началом работы участники мысленно произносили условную фразу, и только после этого система начинала расшифровку.
Имплант впервые продемонстрировал точность выше 70% при работе с внутренней речью.
Этот результат стал заметным шагом в развитии интерфейсов мозг–компьютер. Для людей, утративших способность говорить, такие технологии возвращают возможность снова общаться с окружающими без громоздких досок с буквами и долгих жестов. Но и для всех остальных это еще один способ взаимодействия с техникой, где привычные клавиатуры и сенсорные экраны могут оказаться лишними, а команды будут флормулироваться прямо в голове и сразу превращаться в действие.
Подобные разработки становятся частью глобального тренда. По заявлениям Илона Маска, первый пациент Neuralink уже управляет курсором на экране, используя только силу мысли. В России студенты Пермского Политеха создают линейку бионических и механических протезов рук, которые реагируют на сигналы мозга и позволяют совершать движения без участия мышц. На рынке появляются и более простые устройства — например, коммерческие нейротрекеры, фиксирующие внимание и уровень стресса по сигналам мозга. Все это показывает, что нейроинтерфейсы постепенно переходят из области научных экспериментов в практику и формируют новое направление в развитии технологий.
Как работает система и зачем ей пароль
В эксперименте участвовали четыре человека, которые из-за инсульта или нейродегенеративных заболеваний потеряли речь. Им вживили массив микроэлектродов в моторную кору — участок мозга, управляющий движениями, в том числе теми, что связаны с артикуляцией.
Задачи были простыми, но показали много нового. Иногда испытуемые пытались произнести слова вслух, хотя физически их мышцы уже не могли сформировать звук. Иногда их просили проговорить те же слова только мысленно. В обоих случаях электрическая активность мозга фиксировалась для анализа.
Выяснилось, что импульсы при внутренней речи и при попытке говорить имеют одну природу и рождаются в одних и тех же зонах. Разница лишь в том, что мысленные сигналы значительно слабее. Именно это сходство позволило применить алгоритмы искусственного интеллекта. Они учились распознавать базовые элементы речи и собирать их в слова и предложения. В итоге система достигла точности около 74% при расшифровке мысленных фраз, что считается высоким показателем, учитывая слабость сигналов.
Алгоритмы AI обучались на сравнении внутреннего монолога и попытки воспроизвести речь, что помогло «увидеть» скрытые паттерны.
Но вместе с успехом появилась проблема приватности. Если устройство способно переводить мысли в текст, как гарантировать, что оно не начнет фиксировать лишнее? Исследователи решили этот вопрос просто: система включалась только после мысленного произнесения пароля. Для эксперимента выбрали детскую фразу Chitty-Chitty-Bang-Bang. Алгоритм распознавал ее почти безошибочно, после чего запускал процесс декодирования. Такой механизм стал первым шагом к тому, чтобы пользователь сохранял контроль над своим интерфейсом.
Перспективы технологии и ее слабые места
Для людей с боковым амиотрофическим склерозом, последствиями инсульта или тяжелыми травмами такая технология означает фактическое возвращение голоса. Теперь общение не сводится к жестам или к медленному выбору букв на экранной клавиатуре. Возможность «говорить мысленно» делает коммуникацию быстрее и естественнее.
Ранее пациенты могли общаться только через буквенные доски или движения глаз.
Однако пока система ограничена. Она справляется только с фразами, которые человек сознательно проговаривает про себя. Спонтанные мысли остаются за пределами ее возможностей. Сигналы внутренней речи очень слабы и легко теряются на фоне фоновой активности мозга, из-за чего точность и скорость работы снижаются. Техническим барьером остается и сам имплант: он требует хирургической установки и проводов, что делает его пригодным лишь для клинических испытаний.
Не менее остры вопросы этики. Если мысли могут быть переведены в текст, важно, чтобы это происходило только по воле самого человека. Приватность внутреннего монолога становится столь же важной ценностью, как и техническая точность. Недаром внешние эксперты уже назвали работу Стэнфорда не только техническим, но и концептуальным шагом вперед.
Исследователи понимают, что для реального применения нужны новые решения. Они работают над тем, чтобы сделать импланты беспроводными и менее инвазивными. Планируется расширение словаря и повышение скорости распознавания, что приблизит систему к преобразованию свободной речи в реальном времени.
Словарь эксперимента достигал 125 тысяч слов, но система пока не справляется с полностью свободной речью.
Если эти задачи будут решены, нейроинтерфейсы выйдут за пределы медицины. Представьте управление компьютером, умным домом или даже автомобилем с помощью одной только мысли. Но вместе с этим возникает и новая угроза — риск взлома или несанкционированного доступа к сознанию. Сегодня это звучит фантастически, но обсуждать такие риски стоит уже сейчас, пока технология находится на этапе становления. Пока это конечно не чтение мыслей в полном смысле, однако планка поднята очень высоко.