AI giải mã tín hiệu não cho người đột quỵ phục hồi giao tiếp

Nhờ tiến bộ mới trong giải mã tín hiệu ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI), có thể phục hồi giao tiếp cho người bị liệt và không thể nói do đột quỵ. Đây là kết quả của một nghiên cứu mới được công bố trong tuần này trên Tạp chí Nature, do Phòng thí nghiệm Chang tại Đại học California ở San Francisco và Berkeley thực hiện.

Ann Johnson - 1 phụ nữ không may bị đột quỵ ở tuổi 30. Cơn đột quỵ đã làm tổn thương thân não khiến cô mất khả năng nói chuyện hoặc cử động cánh tay. Các nghiên cứu viên của Phòng thí nghiệm Chang thuộc Đại học California ở San Francisco và tại Berkeley đã bắt tay vào thực hiện một giải pháp giúp Ann khôi phục khả năng giao tiếp.

Họ liền nghĩ tới giải pháp kết nối não với máy tính, tìm cách giải mã suy nghĩ của cô bằng cách hiển thị bằng lời nói và nét mặt của cô trên màn hình máy tính. Đầu tiên, họ dùng các điện cực được cấy vào não để nhận tín hiệu tương ứng với chuyển động của môi, lưỡi và đường hô hấp. Một cổng được cấy trên đầu, để truyền các tín hiệu đó và 1 máy tính được lập trình bằng trí tuệ nhân tạo. Máy tính nhận tín hiệu và giải mã thành văn bản, lời nói và hoạt ảnh trên khuôn mặt (tín hiệu lời nói sẽ phát ra từ màn hình).

Các chuyên gia cho biết, đây là lần đầu tiên lời nói và nét mặt được giải mã từ tín hiệu não. Kaylo Littlejohn - Nghiên cứu sinh Tiến sĩ tại Đại học California ở Berkeley và đồng tác giả của giải pháp này cho biết, các nhà nghiên cứu đã phải mất nhiều công sức để tìm cách kết nối mối liên hệ, giữa não với đường thanh âm và chuyển động cơ có thể bị cắt đứt do đột quỵ trước đó.

“Thiết bị ghi thần kinh được đặt trên bề mặt não của Ann. Những tín hiệu được ghi từ não của cô ấy sau đó được gửi đến bệ gắn trên đầu hộp sọ, rồi đến máy tính - nơi mô hình AI chuyển đổi thần kinh. Tín hiệu được chuyển thành văn bản và giải mã, tổng hợp thành giọng nói và hoạt ảnh trên khuôn mặt đại diện. Sau đó, những kết quả đầu ra sẽ được hiển thị cho cả cô ấy và bất kỳ ai đang xem. Quá trình này sẽ cho phép Ann giao tiếp bằng cách sử dụng bộ phận giả thần kinh để nói”, Kaylo Littlejohn thuyết trình.

Nhờ công cụ AI hỗ trợ giao tiếp, đã cải thiện rất nhiều so với khả năng viết thư khó nhọc mà Ann Johnson thường sử dụng để giao tiếp với mọi người. Giọng nói trên thiết bị được bắt nguồn từ giọng nói của chính Ann, sử dụng từ chính video quay tại đám cưới của Ann Johnson.

Đồng tác giả Kaylo Littlejohn cho biết, thiết bị trước đây Ann thường sử dụng vận hành giống như việc đánh vần các chữ cái để ghép thành chữ, do đó chỉ đạt tốc độ khoảng 14 từ/phút. Trong khi đó, hệ thống giải mã sử dụng AI vận hành khoảng 78 từ/phút, nhanh hơn khoảng 5 lần.

Các nhà khoa học tại Đại học California cho biết, nhóm nghiên cứu mong muốn tiếp tục cải thiện độ chính xác của sản phẩm và tin rằng họ có thể biến nó trở thành một giải pháp khả thi về mặt lâm sàng. Bên cạnh đó, nhóm cũng hy vọng sẽ phát triển sản phẩm rộng rãi, nhờ cách thu nhỏ kích thước của máy chạy các mô hình giải mã AI và sử dụng được kết nối không dây.