Бумът на езиковите модели като GPT ще катализира много от проектите за мозъчни импланти като “речева протеза” (снимка: CC0 Public Domain)
Мозъчните импланти, които ни помагат да се свързваме с дигитални устройства, все още изглеждат като технология от научно-фантастичните филми, но точно в момента тяхното приложение вече има съвсем реални измерения. Нещо повече, в съчетание с бума на генеративните AI имплантите могат да направят същинска революция. Въпросът, разбира се, е как ще се възползваме от технологията.
Преди осем години Лили губи способността си да говори поради амиотрофична латерална склероза – състояние, при което се получава атрофия на мускулите и мозъкът изгубва напълно способността си да ги контролира. Външно изглежда, че човекът бива обхванат от прогресивна парализа. Лили все още може да издава звуци, но думите й са неразбираеми. Сега тя разчита на дъска за писане или iPad, за да общува (а Лили е име, което й дадохме за целта на историята – в действителност тя е напълно анонимна).
След като доброволно се подлага на операция за поставяне на мозъчен имплант, Лили доста лесно успява да каже фрази като „Намирам се у дома си“ или „Просто ми е трудно“. При това говори със скорост, близка до нормалната реч.
Нови рекорди
Случаят е описан в статия, публикувана през уикенда на уебсайта bioRxiv от екип от Станфордския университет. Проучването не е официално рецензирано от други изследователи. Учените казват, че техният доброволец, идентифициран само като „субект T12“, е счупил предишни рекорди, използвайки импланта за четене на мозчните вълни, за да комуникира със скорост от 62 думи в минута. Това е три пъти повече от предишния най-добър резултат.
Филип Сабес, изследовател от Калифорнийския университет в Сан Франциско, който не е участвал в проекта, нарече резултатите „голям пробив“. Според него, експерименталната технология за четене на мозъка може да е готова да напусне лабораторията и да се превърне в полезен продукт съвсем скоро. „Ефективността, описана в този документ, вече е на ниво, което би било желано от много хора, които не могат да говорят. Хората ще желаят да имат такова устройство“.
Хората без говорни дефицити обикновено говорят със скорост около 160 думи на минута. Дори в ерата на клавиатурите, емотиконите и интернет съкращенията речта си остава най-бързата форма на комуникация между хората.
Интерфейсите мозък-компютър, с които е работил екипът на Станфорд, включват малка подложка от остри електроди, вградени в моторния кортекс на човека – мозъчната област, която отговаря за движението. Това позволява на изследователите да записват активност от няколко десетки неврони наведнъж и да откриват модели, отразяващи това какви движения си представя човекът, дори да би бил парализиран.
В предишна работа парализирани доброволци биваха замолени да си представят, че правят движения с ръце. Чрез „декодиране“ на техните невронни сигнали в реално време, имплантите позволяваха на хората да насочват курсор по екрана, да избират букви на виртуална клавиатура, да играят видео-игри или дори да управляват роботизирана ръка.
В новото изследване обаче екипът от Станфорд отива една идея по-далеч, като обвързва сигналите на невроните в моторния кортекс с движенията на устата и езика за възпроизвеждането на реч.
Възможен път напред
В предварителното издание на статията си изследователите от Станфорд казват, че тяхната система е по-точна и три до четири пъти по-бърза в „декодирането“ на реч от която и да е друга разработка досега. Те виждат успеха си като „възможен път напред за възстановяване на комуникацията у хора с парализа при разговорни скорости“.
Този „възможен път напред“ вероятно ще включва както по-сложни импланти, така и по-тясна интеграция с… изкуствения интелект.
Сегашната система вече използва няколко вида програми за машинно самообучение. За да подобри точността, екипът от Станфорд използва софтуер, който предвижда коя дума обикновено следва в изречението. „Аз“ най-често бива последвано от „съм“, например.
Добавянето на системата за предсказване на думи увеличава скоростта, с която субектът може да говори без грешки.
И тук на сцената изгрява обещанието на езиковите модели като GPT-3. Те могат да пишат цели есета и да отговарят на въпроси. Свързването им с мозъчни интерфейси може да позволи на хората, използващи системата, да говорят дори по-бързо, само защото системата ще може да отгатв това, което се опитват да кажат, въз основа на частична информация. „Успехът на големите езикови модели през последните няколко години ме кара да мисля, че речевата протеза е на една ръка разстояние от нас“, казва Сабес.
Групата от Станфорд е част от консорциум, наречен BrainGate, който е поставил електроди в мозъците на повече от дузина доброволци. Използват имплант, наречен Utah Array, който е твърд метален квадрат с около 100 игловидни електрода.
Някои организации, включително Neuralink и новостартиращата компания Paradromics, казват, че са разработили даже по-модерни интерфейси, които могат да записват от хиляди – дори десетки хиляди – неврони наведнъж. Докато някои биха запитали дали улавянето на активността на повече неврони наведнъж би имало някакво значение, новият доклад предполага, че изглежда ще има – особено ако работата е да се разчитат сложни движения на мозъка като речта.
Като по ирония точно тези дни Neuralink получи разрешение от американската служба по храните и лекарствата за провеждането на клинични проучвания на мозъчни импланти върху хора. Одобрението „представлява важна първа стъпка, която един ден ще позволи на нашата технология да помогне на много хора“, каза Neuralink в изявление, без да разкрива подробности за планираното проучване.
Компанията добавя, че все още не се набират доброволци за процеса и се казва, че скоро ще има повече подробности. Събитието е значимо на фона на продължаващите съдебни дела заради начина, по който компанията използва животни за първите си опити с мозъчни импланти.
Учените от Станфорд обаче разглеждат технологията на Neuralink като обещаваща. Колкото повече неврони се „четат“ наведнъж, толкова по-малко грешки се получават при разбирането на това, което „T12“ се опитва да каже, посочват изследователите. „Това е голям напредък, защото предполага, че усилията на компании като Neuralink да поставят 1000 електрода в мозъка ще имат значение“, казва Сабес.