Штучний інтелект у нейроінтерфейсах: прорив у відновленні мовлення та інтонації у пацієнтів із БАС

Мозкові імпланти, інтегровані з алгоритмами штучного інтелекту, відкривають нову еру у нейрореабілітації пацієнтів з порушеннями мовлення, спричиненими прогресуючими неврологічними захворюваннями. У статті розглядається клінічний приклад застосування нейроінтерфейсу, який дозволив пацієнту з бічним аміотрофічним склерозом (БАС) не лише відновити можливість спілкування, а й реалізувати мовлення з природною інтонацією та емоційним забарвленням.

Бічний аміотрофічний склероз — це прогресуюче нейродегенеративне захворювання, що призводить до паралічу, в тому числі м’язів, залучених у мовленні. Поступова втрата артикуляційної здатності зумовлює комунікативну ізоляцію таких пацієнтів, що погіршує якість життя та психоемоційний стан. Сучасні досягнення у сфері штучного інтелекту (ШІ), біоелектроніки та обчислювальної нейронауки дозволяють розробляти нейроінтерфейси, які зчитують активність мозку та перетворюють її у мовні конструкції.

Мозковий імплант нового покоління: ключові особливості

Інноваційний мозковий імплант, імплантований 45-річному чоловікові з БАС, складається з 25 мікроелектродів, вбудованих у моторну кору. Ця зона мозку відповідає за контроль рухів, зокрема тих, що пов’язані з мовленням.

На відміну від попередніх рішень, які фокусуються на декодуванні завершених слів або фраз, цей імплант реєструє нейронну активність, пов’язану з окремими звуками, з частотою аналізу кожні 10 мілісекунд. Це забезпечує майже миттєве перетворення намірів мовлення у звукові сигнали.

Штучний інтелект, застосований у цьому пристрої, не лише розпізнає фонеми, а й синтезує мовлення з варіаціями тону, гучності та ритму, максимально наближеними до природної мови. Система використовує синтезований голос, згенерований на основі відеозаписів пацієнта до початку прогресування хвороби.

Результати застосування

Пацієнт з імплантом зміг:

• здійснювати вербальні реакції майже в реальному часі;
• співати прості мелодії у відповідь на звукові сигнали;
• озвучувати думки з інтонаційними змінами — паузами, наголосами, зміною висоти голосу.

Ці досягнення значно перевершують функціонал раніше створених мовних інтерфейсів, у яких затримка мовлення складала до трьох секунд, а передача емоцій через інтонацію була недоступною.

У галузі біонейротехнологій вже існують альтернативні рішення:, однак жоден із них раніше не забезпечував емоційного компоненту мовлення.

Перегляньте записи:

Клінічне значення

Здатність до вербальної комунікації з інтонацією є важливою не лише з погляду побуту, а й психологічного відновлення пацієнтів. Технологія демонструє перспективи:

• покращення якості життя при прогресуючій дисфункції мовлення;
• реабілітацію мовних функцій при інсультах та черепно-мозкових травмах;
• можливість застосування у дитячій неврології при природжених порушеннях мовлення.

Перспективи та виклики

Інтеграція ШІ у медичні нейроінтерфейси потребує:

• вдосконалення алгоритмів адаптації до індивідуальних нейропатернів;
• створення мініатюрних, автономних пристроїв;
• стандартизації етичних принципів імплантації та використання.

Висновки

Імплант із застосуванням штучного інтелекту відкриває новий підхід до реабілітації мовлення у пацієнтів із важкими неврологічними ураженнями. Його здатність не лише відтворювати мовні одиниці, а й надавати їм емоційного забарвлення є значним кроком до відновлення повноцінної міжособистісної комунікації.

ДЖЕРЕЛО: nauka.ua

На платформі Accemedin багато цікавого! Аби не пропустити — підписуйтесь на наші сторінки! Facebook. Telegram. Viber. Instagram.