Los ingenieros del Instituto para el Estudio de la Actividad Nerviosa Superior han podido crear un sistema que traduce los pensamientos en un habla inteligible y reconocible. Al controlar la actividad cerebral de alguien, la tecnología reconstruye los pensamientos en palabras.
Este avance científico, junto con el poder de la inteligencia artificial y los sintetizadores de voz, abre una nueva era en la interacción entre la computadora y el cerebro. Por supuesto, esto también abre nuevas oportunidades para las personas que, por una razón u otra, han perdido la capacidad de hablar.
“Nuestras voces ayudan a mantenernos en contacto con nuestros amigos, familiares y el mundo que nos rodea, por lo que perder el poder de la voz debido a una lesión o enfermedad es devastador para las personas. Sin embargo, con el acervo de conocimientos actual, tenemos una forma potencial de restaurar este poder. Hemos demostrado que con la tecnología adecuada, cualquier oyente puede descifrar y comprender los pensamientos de las personas”, dice Nima Mesgarani, Ph. D. y una de las autoras de un estudio realizado en el Instituto Mortimer B. Zuckerman de Comportamiento Mental de la Universidad de Columbia.
Décadas de investigación han demostrado que cuando las personas hablan o incluso imaginan que están hablando, aparecen patrones característicos de actividad en sus cerebros. También surge un patrón de señal claro y reconocible cuando escuchamos a alguien hablando o imaginamos que estamos escuchando. Los expertos han intentado descifrar estos patrones durante décadas, pero solo ahora se ha abierto un futuro ante ellos, en el que los pensamientos ya no pueden esconderse dentro del cerebro, sino que pueden traducirse al lenguaje hablado a voluntad.
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Pero esta hazaña no fue fácil de lograr. Los primeros intentos de descifrar las señales cerebrales del Dr. Mesgarani y otros se centraron en modelos informáticos simples que analizaban espectrogramas, que son representaciones visuales de frecuencias de sonido.
Pero debido al hecho de que este enfoque no produjo nada parecido a un habla inteligible, el equipo del Dr. Mesgarani recurrió a un codificador de voz, un algoritmo informático que puede sintetizar el habla después de haber sido entrenado para grabar las conversaciones de las personas.
“Esta es la misma tecnología que usan Amazon Echo y Apple Siri para responder verbalmente a nuestras preguntas”, dijo el Dr. Mesgarani, quien también es profesor asociado de ingeniería eléctrica en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Columbia de la Fundación Fu.
Para enseñar al codificador de voz a interpretar la actividad cerebral, el Dr. Mesgarani se asoció con Ashesh Dinesh Mehta, M. D., Ph. D., neurocirujano del Instituto de Neurociencia de Northwell Health Physician Partners y coautor del artículo de hoy. El Dr. Mehta trata a pacientes con epilepsia, algunos de los cuales deben someterse a una cirugía regular.
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"Trabajando con el Dr. Mehta, pedimos a los pacientes epilépticos que ya se habían sometido a una cirugía cerebral que escucharan las sugerencias de diferentes personas, mientras medíamos patrones en su actividad cerebral", dice el Dr. Mesgarani. "Estos patrones neuronales entrenaron al vocoder".
Luego, los investigadores les pidieron a esos mismos pacientes que escucharan a los hablantes pronunciando los números del 0 al 9 mientras registraban señales cerebrales que luego podrían pasar a través de un codificador de voz. El sonido producido por el codificador de voz en respuesta a estas señales se analizó y refinó utilizando redes neuronales como la inteligencia artificial que imitan la estructura de las neuronas en un cerebro biológico.
El resultado final fue una voz robótica que repitió una secuencia de números. Para verificar la precisión de la grabación, la Dra. Mesgarani y su equipo instruyeron a las personas a escuchar la grabación e informar lo que escucharon.
“Descubrimos que los humanos pueden comprender y repetir sonidos aproximadamente el 75% del tiempo, lo que es muy superior a cualquier intento anterior”, dice el Dr. Mesgarani. La mejora en la inteligibilidad fue particularmente evidente al comparar las nuevas grabaciones con intentos anteriores basados en el espectrograma. "El codificador de voz sensible y las poderosas redes neuronales representaron los sonidos que los pacientes escucharon originalmente con una precisión asombrosa".
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La Dra. Mesgarani y su equipo ahora planean probar palabras y oraciones más complejas. También tienen la intención de realizar las mismas pruebas en las señales cerebrales emitidas cuando una persona habla o imagina el habla. En última instancia, esperan que su sistema pueda ser parte de un implante, similar a los que usan algunos pacientes epilépticos, que traducen los pensamientos del usuario directamente en palabras.
“En este escenario, si el propietario del chip piensa, 'Necesito un vaso de agua', nuestro sistema puede tomar las señales cerebrales generadas por ese pensamiento y convertirlas en un habla verbal sintetizada”, dice el Dr. Mesgarani. "Es un cambio de juego y para cualquiera que haya perdido la capacidad de hablar debido a una lesión o enfermedad, la tecnología le brinda una nueva oportunidad de comunicarse con el mundo que lo rodea".
Comentario editorial
Dado que algunos de nuestros empleados tienen cierta relación con la neurofisiología, podemos afirmar de manera absolutamente inequívoca que resolver el problema de leer pensamientos y traducir estos pensamientos en palabras no es un problema que pueda ser resuelto por algún tipo de doctorado junto con un neurocirujano inteligente. Esta es una tarea del instituto de investigación, que la resolverá durante cien, doscientos o más años. Además, no es en absoluto un hecho que el instituto de investigación resolverá este problema, incluso si todas las supercomputadoras de la NASA se llevan allí, en las que una multitud de ingenieros comenzará a simular redes neuronales. Sin embargo, un artículo en una revista científica no mentirá y el hecho del reconocimiento de pensamientos definitivamente está ahí. Entonces, ¿cómo se pueden juntar estos dos hechos?
Muy simple. En los últimos 20-30 años, ha aparecido en el mundo una gran cantidad de tecnologías completamente increíbles y muy complejas como microprocesadores y discos duros. Y cada día hay más y más inventos nuevos, que se escriben para algunos "estudiantes talentosos" que, sentados en el garaje, han recogido una pieza de chatarra, por la que los institutos de investigación luchan desde hace 50 años. Y en este caso, tenemos una invención de una génesis similar. Es decir, un desarrollo que se ha hecho (o entregado a la gente) durante muchos años, no está claro quién, sino cuál se registró sobre los tíos de Colombia.
De hecho, no hay absolutamente ninguna diferencia a quienes Wikipedia calificará como “inventores” de tecnología. Lo principal es que la tecnología se presentó al mundo mediante una revista científica. Además, alguna empresa china comenzará a producir tales "artilugios" que acostumbrarán a la gente a la idea misma de que su cabeza ahora se ha vuelto completamente transparente. Finalmente, la tercera etapa será el mismo "1984" orwelliano cuando incluso los pensamientos de cualquier persona pueden leerse libremente desde la distancia. Por ejemplo, colocando sensores especiales en apartamentos o integrando un chip especial que responde a los impulsos cerebrales en el cuerpo. Además.
Cada tecnología tiene, por regla general, la aplicación contraria. Por ejemplo, si existe una tecnología para convertir los impulsos nerviosos en palabras, usando el mismo principio, puede convertir cualquier palabra en los pensamientos de alguien. En esta situación, los presidentes de diferentes países tienen la grandiosa perspectiva de ser apoyados absolutamente por todo el electorado, ya que ahora existe la posibilidad técnica de hacer que cada votante piense incluso como él, basta con poner una señal correctamente modulada en el enchufe.
En general, no hace falta decir que se están abriendo las perspectivas más maravillosas del mundo y estamos siguiendo con interés el desarrollo de los acontecimientos.