Perangkat otak baru memberikan harapan suara bagi orang yang lumpuh

Para ilmuwan telah mengembangkan sebuah perangkat yang dapat menerjemahkan sinyal otak orang-orang yang lumpuh menjadi kata-kata dengan kecepatan lebih tinggi dari sebelumnya, sebuah langkah menuju pemulihan komunikasi bagi orang-orang yang mengalami kelumpuhan parah.

A lire aussiTVS meluncurkan crossover listrik premium TVS X dengan harga Rs 2,5 lakh; menyasar kaum milenial, Gen Z

Antarmuka otak-komputer (BCI) mampu menguraikan aktivitas otak menjadi ucapan dengan lebih cepat, lebih akurat, dan mencakup kosa kata yang lebih luas dibandingkan teknologi yang ada, kata para peneliti.

Orang dengan kelainan neurologis, termasuk stroke batang otak atau amyotrophic lateral sclerosis, sering kali mengalami kehilangan kemampuan bicara karena kelumpuhan otot.

A lire aussiTeleworking telah menemukan sekutu tak terduga dalam perjuangannya untuk bertahan hidup: UKM

Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa dimungkinkan untuk memecahkan kode ucapan dari aktivitas otak seseorang yang mengalami kelumpuhan, tetapi hanya dalam bentuk teks dan dengan kecepatan, keakuratan, dan kosa kata yang terbatas.

Temuan terbaru, yang diterbitkan dalam dua makalah di jurnal Nature, menunjukkan BCI yang mengumpulkan aktivitas saraf sel tunggal dengan serangkaian elektroda halus yang dimasukkan ke dalam otak, dan melatih jaringan saraf tiruan untuk memecahkan kode vokalisasi yang diinginkan.

Dengan bantuan perangkat ini, seorang pasien dengan amyotrophic lateral sclerosis mampu berkomunikasi dengan kecepatan rata-rata 62 kata per menit, yaitu 3,4 kali lebih cepat dari rekor sebelumnya untuk perangkat serupa dan mendekati kecepatan percakapan alami. (sekitar 160 kata per menit).

BCI mencapai tingkat kesalahan kata sebesar 9,1 persen pada kosakata 50 kata, yang merupakan kesalahan 2,7 kali lebih sedikit dibandingkan pidato canggih BCI sebelumnya pada tahun 2021. Tingkat kesalahan kata sebesar 23,8 persen dicapai pada 125.000 kata -kosakata kata.

Dalam studi lain, para peneliti mengembangkan BCI berdasarkan metode berbeda untuk mengakses aktivitas otak, menggunakan elektroda nonpentrating yang berada di permukaan otak dan mendeteksi aktivitas banyak sel di berbagai lokasi di seluruh korteks bicara.

BCI ini menerjemahkan sinyal otak untuk menghasilkan tiga keluaran secara bersamaan: teks, ucapan yang dapat didengar, dan avatar yang berbicara.

Para peneliti melatih model pembelajaran mendalam untuk menguraikan data saraf yang dikumpulkan dari pasien dengan kelumpuhan parah, yang disebabkan oleh stroke batang otak, saat dia mencoba mengucapkan kalimat penuh dalam hati.

Penerjemahan otak-ke-teks menghasilkan kecepatan rata-rata 78 kata per menit, 4,3 kali lebih cepat dari rekor sebelumnya dan bahkan mendekati kecepatan percakapan alami, kata para peneliti.

BCI mencapai tingkat kesalahan kata sebesar 4,9 persen ketika menguraikan kalimat dari rangkaian 50 frasa, yang merupakan kesalahan 5 kali lebih sedikit dibandingkan pidato BCI yang canggih sebelumnya, kata mereka.

Tingkat kesalahan kata sebesar 25 persen dicapai ketika decoding kalimat secara real-time dengan kosakata lebih dari 1.000 kata, dan simulasi offline menunjukkan tingkat kesalahan kata sebesar 28 persen menggunakan kosakata dengan lebih dari 39.000 kata.

Sinyal otak juga diterjemahkan langsung ke dalam sintesis suara ucapan yang dapat dipahami oleh pendengar yang tidak terlatih, dengan tingkat kesalahan kata sebesar 28 persen untuk 529 frasa, dan disesuaikan dengan suara peserta sebelum cedera.

BCI juga menerjemahkan aktivitas saraf ke dalam gerakan wajah avatar saat berbicara, serta ekspresi non-verbal.

Decoding yang stabil dan berkinerja tinggi telah dibuktikan selama berbulan-bulan, menurut para peneliti.

Secara keseluruhan, BCI multimodal ini memberikan lebih banyak kemungkinan bagi penderita kelumpuhan untuk berkomunikasi dengan cara yang lebih naturalistik dan ekspresif, tambah mereka.

(Cerita ini belum diedit oleh staf dan dibuat secara otomatis dari feed sindikasi.)