Mokslininkai gali perskaityti paukščio smegenis ir nuspėti kitą jo dainą

Maksas Litvinovas

Verslininkai Silicio slėnyje šiemet išsikėlė sau įžūlų naują tikslą – sukurti smegenų skaitymo įrenginį, kuris leistų žmonėms be vargo siųsti tekstus su savo mintimis.

Balandžio mėnesį Elonas Muskas paskelbė apie slaptą naują smegenų sąsajos įmonę, pavadintą „Neuralink“. Po kelių dienų „Facebook“ generalinis direktorius Markas Zuckerbergas pareiškė, kad tiesioginės smegenų sąsajos galiausiai leis jums bendrauti tik su savo protu. Bendrovė teigia, kad šią problemą sprendžia 60 inžinierių.

Tai ambicinga užduotis ir yra priežasčių manyti, kad tai neįvyks artimiausiu metu. Tačiau bent vieno mažo, oranžinio snapo paukščio – zebrinio kikilio – svajonė tiesiog tapo daug artimesnė realybei.

Taip yra dėl kai kurių madingų Timothy Gentnerio ir jo studentų iš Kalifornijos universiteto San Diege darbų, kurie sukūrė sąsają „smegenys ir tviteris“, kuri nustato dainą, kurią kikilis dainuos sekundės dalį prieš tai padarydamas. .

Mes iššifruojame tikrovišką sintetinį paukščių giesmę tiesiai iš nervinės veiklos, paskelbė mokslininkai naujame tinklalapyje paskelbtame pranešime. bioRxiv . Komanda, kurią sudaro Argentinos paukščių giesmių ekspertas Ezequielis Arneodo, šią sistemą vadina pirmuoju sudėtingų, natūralių nervinės veiklos komunikacijos signalų dekoderio prototipu. Panašus požiūris galėtų paskatinti pažangą link žmogaus minties ir teksto sąsajos, teigia mokslininkai.

Mokslininkai teigia, kad kikilio giesmę gali nuspėti tiesiogiai pagal jo smegenų veiklą.

Giesmininko smegenys nėra per didelės. Tačiau jo garsai yra panašūs į žmonių kalbą, todėl šie paukščiai yra mėgstamiausi atmintį ir pažinimą tyrinėjančių mokslininkų. Jų dainos sudėtingos. Ir, kaip ir žmonių kalba, jie yra išmokti. Zebrinis kikilis savo šauksmą išmoksta iš vyresnio paukščio.

Makoto Fukushima, Nacionalinio sveikatos instituto bendradarbis, naudojęs smegenų sąsajas paprastesniems beždžionių niurzgėjimams ir čiulbėjimui tirti, sako, kad dėl gausesnio paukščių giesmių diapazono nauji rezultatai turi svarbių pasekmių žmonių kalboje.

Dabartinės žmonių smegenų sąsajos dažniausiai seka nervinius signalus, atspindinčius žmogaus įsivaizduojamus rankų judesius, kuriuos galima pasitelkti pajudinti robotą arba nukreipti žymeklį labai lėtai išplėšti raides. Taigi idėja apie šalmą ar smegenų implantą, galintį be vargo perimti tai, ką bandote pasakyti, dar toli gražu nerealizuota.

Tačiau tai nėra visiškai neįmanoma, kaip rodo naujas tyrimas. UCSD komanda budintiems paukščiams naudojo silicio elektrodus, kad išmatuotų elektrinį neuronų šlepetį smegenų dalyje, vadinamoje sensoriniu-motoriniu branduoliu, kur atsiranda komandos, formuojančios išmoktos dainos kūrimą.

Eksperimente buvo naudojama neuroninio tinklo programinė įranga, mašininio mokymosi tipas. Tyrėjai įtraukė į programą ir neuroninio šūvio modelį, ir tikrąją dainą, kurios rezultatas buvo sustojimas ir paleidimas bei besikeičiantys dažniai. Idėja buvo išmokyti jų programinę įrangą suderinti vieną su kita, kaip jie vadino neuroninio ir dainos spektro atvaizdavimu.

Pagrindinė komandos naujovė buvo supaprastinti vertimą iš smegenų į tviterį įtraukiant fizinį kikilių triukšmo modelį. Paukščiai neturi balso stygų kaip žmonės; vietoj to jie šaudo orą virš vibruojančio paviršiaus gerklėje, vadinamu sirinksu. Pagalvokite, kaip galite sukelti aukštą verkšlenimą, sudėję du popieriaus gabalus ir pūsdami į kraštą.

Galutinis rezultatas, sako autoriai: Mes iššifruojame tikrovišką sintetinį paukščių giesmę tiesiai iš nervinės veiklos. Savo ataskaitoje komanda teigia, kad gali nuspėti, ką paukštis giedos likus maždaug 30 milisekundžių iki tai.

Rezultatų galite patys klausytis toliau pateiktame garso įraše. Turėkite omenyje, kad zebrinis kikilis nėra lakštingala. Jo daina labiau primena staccato kvatojantį.

Nelaisvėje laikomo zebro kikilio daina.

Ta pati daina, kaip prognozuojama iš nervinių įrašų kikilio smegenyse.

Paukščiai giesmininkai jau yra svarbus tyrimo modelis. Elono Musko įmonėje „Neuralink“ paukščių mokslininkai buvo vieni pirmųjų pagrindinių samdomų žmonių. Be to, UCSD gudrybė sutelkti dėmesį į raumenų judesių aptikimą už kalbos taip pat gali būti pagrindinis veiksnys.

„Facebook“ tikisi, kad žmonės galės spausdinti tiesiai iš savo smegenų 100 žodžių per minutę greičiu ir privačiai siųsti tekstus, kai tik panorės. Prietaisas, galintis nuskaityti komandas, kurias jūsų smegenys siunčia raumenims, kai kalbate pokalbiais (tyli kalba), tikriausiai yra daug tikroviškesnis nei tas, kuris skaito mintis.

Gentneris ir jo komanda tikisi, kad jų kikiliai padės tai padaryti. Jie rašo, kad pademonstravome [smegenų ir mašinos sąsają], skirtą sudėtingam komunikacijos signalui, naudojant gyvūnų modelį žmogaus kalbai. Jie priduria, kad mūsų požiūris taip pat yra vertingas biomedicininių kalbos protezavimo prietaisų išbandymo pagrindas.

Kitaip tariant, mes esame šiek tiek arčiau teksto siuntimo iš savo smegenų.

paslėpti