Implantatempfänger zeigt nahezu perfekte Kommunikation mit künstlicher Intelligenz erzeugter Stimme
Forscher der University of California, Davis, haben eine Brain-Computer-Interface (BCI) weiterentwickelt, die Hirnsignale mit einer beeindruckenden Genauigkeit von 97% in Sprache übersetzt. Laut einer Pressemitteilung ist dies das bisher genauste System auf diesem Gebiet. Eine Studie zu dieser Innovation wurde im "New England Journal of Medicine" veröffentlicht.
Im Juli 2023 implantierte das Team das Gerät bei 45-jährigem Casey Harrell, der seit fünf Jahren an amyotropher Lateralsklerose (ALS) leidet. Diese fortschreitende Krankheit zerstört die Nervenzellen, die die Kontrolle über die Körperbewegung ausüben.
Laut Aerzteblatt.de war Harrells Sprechgeschwindigkeit auf 6,8 Wörter pro Minute gesunken, während die typische Rate für einen englischen Sprecher 160 Wörter pro Minute beträgt. Er musste langsam Wörter auf einem Bildschirm tippen, indem er eine gyroskopische Maus verwendete, die seine Kopfbewegungen in einen Cursor interpretierte.
Mikroelektroden statt Nervenzellen
Vier Arrays von Mikroelektroden wurden auf Harrells Hirnoberfläche platziert, jedes enthielt 256 Drähte, die die Motor-signale für die Lippen-, Kiefer-, Zunge- und Kehlkopfmuskeln auffangen, die normalerweise über Nervenzellen übertragen werden. Diese Signale werden dann an einen Computer weitergeleitet, der sie mit Software übersetzt. Dieser Prozess findet fast in Echtzeit statt und ermöglicht es dem Patienten, flüssig zu sprechen, wobei gelegentliche Wortpausen auftreten können, wie Aerzteblatt.de berichtet.
Der Patient konnte das System kurz nach der Aktivierung nutzen, bestätigten die Forscher. In der ersten Sprachdaten-Trainingssitzung erreichte die BCI eine Wortgenauigkeit von 99,6% mit einem 50-Wörter-Vokabular innerhalb von 30 Minuten.
"Als wir das System zum ersten Mal ausprobierten, weinte er vor Freude, als die richtigen Wörter auf dem Bildschirm erschienen", sagte Neurowissenschaftler Sergey Stavisky. "Alle Anwesenden weinten auch." In der zweiten Sitzung wurde das potenzielle Vokabular auf 125.000 Wörter erweitert, und die BCI erreichte eine Genauigkeit von 90,2% nach weiterer 1,4-stündiger Trainingsdaten.
Rekordgenauigkeit
Staviskys Kollege David Brandman kommentierte, dass ihre Arbeit die bisher genauste Sprachneuroprothese zeigt, die je berichtet wurde. "An diesem Punkt können wir korrekt 97% dessen entschlüsseln, was Casey sagen möchte. Das ist genauer als viele kommerzielle Smartphone-Apps, die versuchen, die Stimme einer Person zu interpretieren." Diese Technologie ist revolutionär, weil sie Hoffnung für Menschen bietet, die sprechen möchten, aber nicht können, betonte Brandman. "Ich hoffe, dass Technologien wie diese Sprach-BCI künftigen Patienten helfen werden, mit ihren Lieben zu kommunizieren."
Obwohl ähnliche Technologie anderen Patienten durch Hirnimplantate ermöglicht hat, wieder zu sprechen, litten frühere Sprach-BCIs oft unter Wortfehlern, erklärte Brandman. "Das machte es für den Benutzer schwierig, Consistenz zu verstehen, und stellte eine signifikante Kommunikationsbarriere dar. Unser Ziel war es, ein System zu entwickeln, das es dem Benutzer ermöglicht, jederzeit verstanden zu werden, wenn er sprechen möchte."
eigene Stimme durch KI
Ein bemerkenswertes Erlebnis für Harrell ist es, seine eigene Stimme zu verwenden. Was er sagt, wird nicht nur auf dem Bildschirm angezeigt. Wissenschaftler trainierten ein KI-Modell für die Sprachausgabe über PC-Lautsprecher unter Verwendung einer Rede, die er vor seiner ALS-Diagnose gehalten hatte.
Sie können die Wirksamkeit dieser Technik in einem Video der Universität beobachten und hören. Harrell bestätigte, dass die Stimme perfekt übereinstimmt. "Es bringt Menschen zum Weinen, die mich seit langem nicht gehört haben." Er hofft, dass bald jeder in seiner Situation die Möglichkeit haben wird, ein solches Gerät zu nutzen, um die Kommunikation zu erleichtern.
Harrell revealed that he continues to work full-time for climate protection, and this device facilitates his work more effectively and efficiently. "It's so frustrating and demoralizing not to be able to communicate," Harrell acknowledged. "It's like being trapped." This technology will help those impacted return to life and society.
Following the advancements in Neurology, researchers have developed a groundbreaking brain-computer interface (BCI) that translates brain signals into speech with an exceptional 97% accuracy, making it the most accurate system in the field. This innovation could potentially revolutionize the lives of individuals battling diseases that affect speech, such as amyotrophic lateral sclerosis (ALS).
In the field of Neurology, Stavisky's team's work on this speech neuroprosthesis has demonstrated the most precise speech decoding reported to date. This technology allows individuals like Casey Harrell to communicate with a 97% accuracy, significantly reducing communication barriers.
