Creen un dispositiu d'IA que permet convertir els pensaments interns en llenguatge

Un equip de científics ha aconseguit desxifrar l'activitat cerebral que es produeix durant el llenguatge intern –el monòleg que té lloc en la ment de les persones quan pensen en parlar– i l'ha traduït en paraules amb una precisió de fins al 74%. La investigació, liderada per la Universitat Stanford als Estats Units, s'ha publicat aquest dijous a la revista Cell i podria ajudar les persones que no poden parlar a comunicar-se més fàcilment mitjançant tecnologies d'interfície cervell-ordinador (BCI).

"És la primera vegada que aconseguim comprendre com és l'activitat cerebral quan només es pensa en parlar", afirma l'autora principal, Erin Kunz, de la Universitat Stanford. "Per a les persones amb greus discapacitats motores i de la parla, les BCI capaces de descodificar el llenguatge intern podrien ajudar-les a comunicar-se amb molta més facilitat i naturalitat", explica.

Les BCI són una eina que permet ajudar persones amb discapacitat. Mitjançant sensors implantats a les regions del cervell que controlen el moviment, aquests sistemes descodifiquen els senyals neuronals relacionats amb el moviment i els converteixen en accions, per exemple, per moure una mà protètica.

En el cas de les persones amb paràlisis, algunes BCI han aconseguit interpretar l'activitat cerebral dels usuaris que intenten parlar en veu alta activant els músculs relacionats i "escriure" el que intenten dir. Però en aquests casos, fins i tot amb els sistemes que segueixen els moviments oculars dels usuaris per escriure paraules, intentar parlar resulta esgotador i lent per als que tenen un control muscular limitat.

Per a aquests casos, la investigació consistia en determinar si les BCI podrien descodificar la parla interna: "Si només cal pensar en la parla en lloc d'intentar parlar, és potencialment més fàcil i ràpid per a aquestes persones", afirma Benyamin Meschede-Krasa, coautor principal de l'estudi i investigador a Stanford.

Per esbrinar-ho, van registrar l'activitat neuronal de microelèctrodes implantats en l'escorça motora –una regió del cervell responsable de la parla– de quatre persones amb paràlisi greu a causa d'esclerosi lateral amiotròfica (ELA) o un accident cerebrovascular en el tronc encefàlic. Després van demanar als participants que intentessin parlar o que imaginessin dir una sèrie de paraules i van descobrir que l'intent de parlar i la parla interna activen regions superposades del cervell i evoquen patrons similars d'activitat neuronal, encara que la parla interna té una intensitat d'activació més feble en general.

La contrasenya «'chitty chitty bang bang'» 

Utilitzant les dades de la parla interna, l'equip va entrenar models d'intel·ligència artificial per interpretar les paraules imaginades i, en una demostració de prova de concepte, la BCI va poder descodificar frases imaginades d'un vocabulari de fins a 125.000 paraules amb una precisió del 74%.

L'equip també va descobrir que, encara que la parla intentada i la parla interna produeixen patrons similars d'activitat neuronal en l'escorça motora, eren prou diferents per distingir-se de manera fiable entre si. Per a Frank Willett, investigador de Stanford i autor principal de la recerca, els investigadors poden utilitzar aquesta distinció per entrenar les BCI i que ignorin per complet la parla interna. Per impedir que la BCI descodifiqui la parla interna temporalment, es va desenvolupar un mecanisme controlat per contrasenya: en l'experiment, els usuaris podien pensar en la frase "chitty chitty bang bang" per iniciar la descodificació de la parla interna. El sistema va reconèixer la contrasenya amb una precisió superior al 98%.

"El futur de les BCI és prometedor. Aquest treball ofereix una esperança real que les BCI de parla puguin restaurar algun dia una comunicació tan fluida, natural i còmoda com la parla conversacional", subratlla Willett.