Исследователи Южного федерального университета нашли способ распознавать мысленно произносимые слова по сигналам электроэнцефалограммы. В перспективе эта технология позволит людям с тяжелыми нарушениями речи и движения управлять техникой и печатать тексты силой мысли.
Специалисты Научно-исследовательского технологического центра нейротехнологий ЮФУ предложили методику, которая в будущем может дать голос тем, кто его лишен. Суть разработки — в выявлении уникальных мозговых паттернов, соответствующих мысленному произнесению слов.
Как пояснил ведущий научный сотрудник центра Дмитрий Шапошников, цель ученых — создать качественный инструмент для алгоритмов, способных распознавать так называемую внутреннюю речь, когда человек проговаривает что-то про себя, не шевеля губами. Такие интерфейсы типа «мозг — компьютер» критически необходимы пациентам, которые не могут говорить или двигаться: они откроют возможность управлять техникой, печатать тексты и взаимодействовать с виртуальной реальностью посредством одной лишь мысли.
В ходе экспериментов исследователи записали ЭЭГ у 22 добровольцев в моменты, когда те вслух и мысленно произносили шесть слов, обозначающих направления: «вверх», «вниз», «влево», «вправо», «вперед» и «назад». Ученым удалось доказать, что даже при мысленном проговаривании мозг генерирует устойчивые и уникальные паттерны активности, которые можно зафиксировать и расшифровать. Чтобы исключить влияние мышечных артефактов на сигналы, в части опытов дополнительно записывалась активность жевательных мышц и гортани. Результаты работы были опубликованы в научном издании Scientific Data.
Важной особенностью исследования стал его межкультурный аспект. Из 22 участников 12 были русскоговорящими, а еще 10 — носителями испанского языка. Это позволяет использовать создаваемый словарь не только в медицинских целях, но и для изучения того, как организация речевых функций мозга различается у представителей разных культур. В настоящее время точность распознавания мозговых сигналов составляет 78 процентов. В планах ученых — расширить словарь с шести до нескольких десятков слов и повысить точность до 90 процентов.
Работа выполнена при поддержке программы стратегического академического лидерства ЮФУ «Приоритет-2030» в рамках национального проекта «Молодежь и дети», а также стратегического технологического проекта вуза, посвященного технологиям многофункциональной микроэлектроники и интеллектуальной сенсорики для биогибридных и киберфизических систем.
Ранее сообщалось о том, что ученые РАН создали сорбенты для извлечения редкоземельных элементов. Учёные МФТИ и МГУ создали чернила для быстрой диагностики инфекции.