משותקים במצב קשה יוכלו "לדבר לעצמם" והמחשב כבר יתרגם זאת למילים שרצו להגיד אך לא יכלו
מדענים זיהו פעילות מוחית הקשורה לדיבור פנימי — המונולוג השקט בתוך ראשם של אנשים — והצליחו לפענח אותו לפי דרישה בדיוק של עד 74%. הממצאים מתפרסמים בכתב העת Cell של Cell Press, ויכולים לסייע לאנשים שאינם מסוגלים לדבר בקול – להשתמש בטכנולוגיות ממשק מוח-מחשב (BCI) שמתחילות לתרגם מחשבות פנימיות כאשר המשתתף “אומר” סיסמה בתוך ראשו.
“זו הפעם הראשונה שהצלחנו להבין איך נראית פעילות מוחית כשאתה רק חושב על דיבור,” אומרת המחברת המובילה ארין קונץ (Erin Kunz) מאוניברסיטת סטנפורד. “עבור אנשים עם ליקויי דיבור ותנועה חמורים, ממשקי מוח-מחשב שמסוגלים לפענח דיבור פנימי יכולים לעזור להם לתקשר בקלות ובטבעיות רבה יותר.”
ממשקי מוח-מחשב צברו בשנים האחרונות תאוצה ככלי עזר לאנשים עם מוגבלויות. באמצעות חיישנים מושתלים באזורים מוחיים השולטים בתנועה, מערכות BCI יכולות לפענח אותות עצביים הקשורים לתנועה ולתרגם אותם לפעולות, כמו הנעת יד תותבת.
מחקרים כבר הראו כי מערכות BCI יכולות לפענח גם “ניסיון דיבור” אצל אנשים עם שיתוק. כאשר משתמשים מנסים פיזית לדבר ומפעילים את השרירים המעורבים בהפקת צליל, ה-BCI יכול לפרש את הפעילות המוחית שנוצרת ולהקליד את מה שהם מנסים לומר — גם אם הדיבור עצמו אינו ברור.
מותאם לסובלים מניוון שרירים
אף שהתקשורת בעזרת BCI מהירה יותר מטכנולוגיות ותיקות יותר, כגון מערכות מעקב־עיניים להקלדה, ניסיון לדבר עדיין עשוי להיות מתיש ואיטי למי שלשליטתם השרירית מוגבלת. הצוות תהה אם ניתן לפענח במקום זאת דיבור פנימי. “אם צריך רק לחשוב על דיבור במקום ממש לנסות לדבר, זה עשוי להיות קל ומהיר יותר,” אומר בנימין משלדה-קראזה (Benyamin Meschede-Krasa) מחבר שותף, סטנפורד.
הצוות הקליט פעילות עצבית ממיקרו-אלקטרודות שהושתלו בקורטקס המוטורי — אזור מוחי האחראי על דיבור — אצל ארבעה משתתפים עם שיתוק חמור עקב טרשת אמיוטרופית צידית (ALS) או שבץ בגזע-המוח. החוקרים ביקשו מהמשתתפים לנסות לדבר, או לדמיין שהם אומרים קבוצת מילים. נמצא כי ניסיון דיבור ודיבור פנימי מפעילים אזורים חופפים במוח ומעוררים דפוסים דומים של פעילות עצבית, אך בדיבור פנימי עוצמת ההפעלה חלשה יותר בממוצע.
באמצעות נתוני הדיבור הפנימי אימן הצוות מודלים של בינה מלאכותית לפרש מילים מדומיינות. בהדגמת היתכנות, ה-BCI הצליח לפענח משפטים מדומיינים מאוצר מילים של עד 125,000 מילים, בדיוק של עד 74%. ה-BCI אף קלט דיבור פנימי שחלק מהמשתתפים כלל לא הונחו לומר, כגון מספרים, כאשר התבקשו למנות עיגולים ורודים על המסך. עוד נמצא כי אף שניסיון דיבור ודיבור פנימי מייצרים תבניות דומות בקורטקס המוטורי, הן שונות מספיק כדי שניתן יהיה להבחין ביניהן באופן מהימן. המחבר הבכיר פרנק וילט (Frank Willett) מסטנפורד, אומר כי ניתן לנצל הבחנה זו כדי לאמן מערכות BCI להתעלם לגמרי מדיבור פנימי, אם נדרש.
עבור משתמשים שירצו להשתמש בדיבור פנימי כדרך תקשורת מהירה או קלה יותר, הצוות פיתח גם מנגנון מבוסס סיסמה שמונע מה-BCI לפענח דיבור פנימי, אלא אם כן נפתח זמנית באמצעות מילת מפתח נבחרת. בניסוי, משתמשים יכלו לחשוב על הביטוי “chitty chitty bang bang” כדי להתחיל בפענוח דיבור פנימי. המערכת זיהתה את הסיסמה בדיוק של יותר מ־98%.
בעוד שמערכות BCI עכשוויות אינן מסוגלות לפענח דיבור פנימי חופשי ללא שגיאות רבות, החוקרים מציינים שמכשירים מתקדמים יותר — עם יותר חיישנים ואלגוריתמים טובים יותר — עשויים לאפשר זאת בעתיד. “העתיד של BCI נראה מבטיח,” אומר וילט. “העבודה הזו נותנת תקווה אמיתית שמערכות דיבור מבוססות BCI יוכלו יום אחד להשיג תקשורת שהיא שוטפת, טבעית ונוחה כמו שיחה רגילה.”
המחקר נתמך על-ידי לשכת סגן עוזר שר ההגנה לענייני בריאות (ארה״ב), המכון הלאומי לבריאות (NIH), Simons Collaboration for the Global Brain, קרן A.P. Giannini, משרד ותיקי הצבא (VA), מכון ווטסאי למדעי המוח (Wu Tsai), המכון הרפואי הווארד יוז (HHMI), לארי ופמלה גארליק, המכון הלאומי לחירשות ולהפרעות תקשורת (NIDCD/NIH), המכון הלאומי להפרעות נוירולוגיות ושבץ (NINDS/NIH), המכון הלאומי ע״ש יוניס קנדי שרייבר לבריאות הילד והתפתחות האדם (NICHD/NIH), קרן בלאווטניק, וקרן המדע הלאומית של ארה״ב (NSF).
עוד בנושא באתר הידען:
