מחקר במימון פייסבוק פיתח תוכנה שהופכת אותות מוח לטקסט

מדענים אמריקנים הצליחו להתקדם צעד נוסף בדרך לסייע לאנשים שאינם יכולים לדבר לתקשר באמצעות מחשבה בלבד, והמציאו תוכנה שיודעת להפוך אותות מוח לכדי טקסט.

צוות מאוניברסיטת קליפורניה בסן פרנסיסקו, מנהל מחקר במימון פייסבוק שבמסגרתו הצליחו המדענים לפענח את פעילות המוח בהליך שאלות ותשובות פשוט, תוך הבנה בזמן אמת גם של מה שהאדם שמע וגם של מה שרצה לומר בתגובה.

אדוארד צ'אנג, שעמד בראש המחקר, אמר כי עבודת הצוות היא צעד חשוב לקראת פיתוח נוירופרוטזה של הדיבור – מכשיר שיעזור לאנשים שאינם יכולים לדבר עוד בגלל מחלה או פציעה, ועוד יותר מכך למשותקים שאינם יכולים גם לכתוב בכדי לבטא את רצונם, להתבטא.

כלים אחרים שפותחו עד כה – כמו מכשירים שעוקבים אחר תנועת העין ואלקטרודות המחוברות לקרקפת – כבר מסייעים למי שאינם יכולים לתקשר אחרת, אך התוצאות שלהם, לדברי צ'אנג, איטיות, ולעיתים לא עומדות במכסה של פחות משמונה מילים בדקה. בנוסף, עד היום לא פותחה עדיין מערכת תותבת לדיבור, המאפשרת למשתמשים לקיים אינטראקציה במהירות של שיחה אנושית רגילה.

על מנת להתמודד עם הבעיה בחרו החוקרים למנף ידע נוכחי קיים אודות תפקיד קליפת המוח (הקורטקס) – השכבה הקמורה והחיצונית ביותר של המוח – בתקשורת. אזורים בקליפת המוח מופעלים במהלך האזנה ודיבור ופולטים אותות עצביים הניתנים לגילוי חיצוני, ואת אלו אפשר לפענח. עד כה המחקר בתחום התייחס לתפקידי השמיעה והדיבור כנפרדים, אך המחקר החדש פונה לאיחוד הפונקציות הללו לצורך יצירת חיקוי של התקשורת הנורמלית.

שאלות ותשובות שפוענחו באחוזי הצלחה גבוהים

במסגרת המחקר הוצמדו למוחם של שלושה חולי אפילפסיה שעמדו לעבור ניתוחים עצביים עקב מצבם, אלקטרודות קטנטנות למשך שבוע, בכדי למפות את מקור ההתקפים שלהם. בזמן שהותם בבית החולים מטופלים אלו איפשרו לצ'אנג ולצוותו לרשום את הפעילות המוחית שלהם, כשכל אחד מהם נשאל תשע שאלות, והתבקש לקרוא רשימה של 24 תגובות פוטנציאליות. מערך השאלות והתשובות הוגבל במכוון בהיקפו, והצוות של צ'אנג בנה דגמי מחשב שהתאימו את דפוסי הפעילות המוחית לשאלות ולתשובות.

באמצעות אלקטרוקורטיקוגרפיה בצפיפות גבוהה, החוקרים רשמו לראשונה פעילות במוחם של שלושת הפציינטים, כשהאזינו לסדרת שאלות וענו עליהן בלי דיבור, בראשם, בבחירה מתוך סט של תשובות מוכנות.

כך לדוגמה, אם נשאל המטופל: "איך החדר שלך כרגע?" התשובות שיכול היה לענות היו למשל: מואר, חשוך, קר, חם, בסדר וכדומה. על ידי קריאת האותות העצביים במוח הנשאל, החוקרים הצליחו לזהות איזו שאלה המטופל שומע ב-76% מהמקרים. לאחר זיהוי השאלה, החוקרים ידעו שרק תגובות מסוימות היו אפשריות, מה שהקל על פענוח התשובה מפעילות הקורטקס. התהליך הניב תרגום מדויק של התשובה ב-61% מהמקרים, כשההסתברות להצלחה הייתה 7% בלבד.

דייוויד מוזס, חוקר בצוות, אמר לגרדיאן כי "זו הפעם הראשונה שבה משתמשים בגישה זו כדי לזהות מילים וביטויים מדוברים. חשוב לזכור שהשגנו זאת באמצעות אוצר מילים מצומצם מאוד, אך במחקרים עתידיים אנו מקווים להגדיל את הגמישות ואת הדיוק במה שאנו יכולים לתרגם".

ואכן, לא מדובר על תוצאות מושלמות, אבל גישת החוקרים מעידה על פוטנציאל ברור בהקשר טיפולי, בו ניתן לשאול מטופל אילם בעל שיתוק פיזי שאלה פשוטה ולאתר את התשובה בזמן אמת מאותות עצביים.

התועלת של ממצא שכזה למטופלים ולרפואה עשויה להיות משמעותית מאוד, אולם לפי דברי צ'אנג, היכולת לתרגום מיידי של המחשבות היא צעד חשוב לעבר יישומים אחרים, מה שאולי מסביר יותר, לכאורה, את מעורבותה של פייסבוק במימון המחקר.