Lager kunstig tale av hjernesignaler

For første gang har forskere greid å oversette hjernesignaler til hele setninger med kunstig tale. Håpet er å gi de uten språk mulighet til å snakke.

Elektrode for å ta opp hjernesignaler

FØRST I VERDEN: Forskerne brukte elektroder i hjernen til å fange opp nervesignalene. Ved hjelp av kunstig intelligens greide de å lage hele setninger med forståelig tale.

Foto: UCSF

Når vi snakker, går elektriske signaler fra hjernen vår til lepper, tunge, kjeve og strupehode. Lyder og ord blir formet.

Forskere har gjort opptak av disse nervesignalene og har lyktes med å gjøre dem om til kunstig tale.

De håper teknologien deres kan hjelpe mennesker som har mistet evnen til å snakke på grunn av skader og sykdom som ALS og Alzheimers sykdom.

Elektroder i hjernen

Forskerteamet fra University of California gjorde eksperimenter på fem pasienter med epilepsi. Alle hadde fått innoperert elektroder i hjernen som del av epilepsibehandlingen.

Disse elektrodene ga forskerne unik tilgang til signalene fra de nervecellene som styrer talebevegelsene våre.

Deltagerne fikk i oppgave å lese et hundretalls setninger høyt og forskerne fanget opp de elektriske signalene fra hjernen deres mens de leste.

Kunstig intelligens

Forskerne hadde tidligere gjort grundige analyser av hvordan nervesignalene fra hjernen styrer tunge, lepper, kjeve og strupehode når ord og lyder lages.

De kombinerte denne kunnskapen med opptakene fra de nye eksperimentene.

Ved hjelp av et dataprogram, kunstig intelligens og en slags dekoder ble signalene de fanget opp gjort om til en kunstig stemme, med hørbare ord og setninger.

Video frå University of California San Francisco

Hør hva som kom ut etter at forskerne lastet inn hjernesignalene i datamodellen.

Ikke tanker, men bevegelser

I hjernen vår har vi i underkant av hundre milliarder nerveceller. Når disse er aktive sender de ut små elektriske impulser. Hjernen oversetter det vi ønsker å si til bevegelser i taleorganet.

– Vi henter ut signalene fra de områdene i hjernen som kontrollerer bevegelser. Ved hjelp av disse prøver vi å dekode bevegelsene som lager lydene og ordene, og ikke talen direkte, sier nevrokirurg Edward Chang.

De utnyttet det samme prinsippet som forskere har brukt når de har greid å styre robotarmer ved hjelp av hjernesignaler.

Chang leder laboratoriet som står bak denne nye taleteknologien. Arbeidet deres ble nylig presentert i tidsskriftet Nature.

Store muligheter

– Det er veldig fascinerende at vi kan kommunisere direkte fra nervesignalene i hjernen, mener Gaute Einevoll.

Han er fysiker og hjerneforsker og jobber selv med et prosjekt der de prøver å utnytte dette til å gi blinde synsinntrykk.

– Dette blir egentlig litt motsatt av prosjektet til Chang. Der tar de signaler ut, mens vi prøver å utnytte signalstrømmen inn i hjernen, forteller han.

Gaute Einevoll

SPENNENDE: Gaute Einevoll er professor ved NMBU og Universitetet i Oslo. Han tror det å kommunisere direkte fra nervesignaler i hjernen kan hjelpe pasienter i fremtiden.

Foto: Håkon Sparre / UMB

Teknologi som kan hjelpe

Gaute Einevoll mener slike prosjekter har potensial til å hjelpe mennesker med fysiske funksjonshemninger. En slik teknologi kan tenkes å kunne hjelpe med å uttrykke tale, eller å gi noen syns- eller hørselsinntrykk.

– Men det er vanskelig å se for seg at det skal kunne utkonkurrere våre medfødte sanser, sier Einevoll.

Langt fra perfekt

Så langt har ikke forskerne greid å komme frem til et krystallklart resultat.

– Vi har fremdeles en vei å gå før vi får perfekt tale. Vi er gode på å etterligne sakte lyder og holde oppe rytme og setningsmelodi. Men noen lyder er fremdeles vanskelig å oppfatte, sier en annen av forskerne bak gjennombruddet, Josh Chartier.

– Ikke løsning for alle

Det er mange sykdommer som kan føre til at taleevnen svekkes.

Forskerne mener de kan hjelpe noen av pasientene, men ikke alle.

Teknologien er avhengig av at de delene av hjernen som kontrollerer taleorganet fungerer.

– Dette er ikke løsning for alle som ikke kan kommunisere, sier Chang.

Sms og tale via hjernesignaler

Foreløpig har de amerikanske forskerne bare gjort eksperimenter på laboratoriet, med deltagere som allerede hadde innoperert elektroder i hjernen i forbindelse med medisinsk behandling. Teknologien er ikke presis nok til å benyttes som hjelpemiddel for mennesker enda.

Løsningen har vakt oppsikt internasjonalt. Og mange mener dette er et viktig steg mot ei fremtid der både tale og tekstmeldinger vil kunne sendes direkte fra hjernen.