Ένα σύστημα σύνθεσης ομιλίας- εγκεφαλικό εμφύτευμα το οποίο θα επιτρέπει σε παράλυτους, όπως ο διάσημος φυσικός Στίβεν Χόκινγκ, να μιλούν, αποτελεί τον στόχο ερευνητών από τις ΗΠΑ.
Όπως αναφέρεται σε σχετικό δημοσίευμα του ΜΙΤ Technology Review, ομάδες από αμερικανικά πανεπιστήμια εργάζονται πάνω στο αντικείμενο, και μέσα στα τελευταία πέντε χρόνια έχουν αποδείξει ότι συσκευές καταγραφής που τοποθετούνται κάτω από το κρανίο μπορούν να «πιάσουν» εγκεφαλική δραστηριότητα που σχετίζεται με την ομιλία. Αν και η έρευνα βρίσκεται ακόμα σε πρώιμο επίπεδο, ο Έντουαρντ Τσανγκ, νευροχειρούργος του University of California, San Francisco (UCSF), αναφέρει ότι δουλεύει πάνω σε ένα ασύρματο interface εγκεφάλου- μηχανής το οποίο θα μπορεί να «μεταφράζει» απευθείας τα εγκεφαλικά σήματα σε ομιλία μέσω ενός συνθέτη φωνής.
Η προσπάθεια δημιουργίας ενός «προσθετικού» φωνής βασίζεται σε επιτυχή πειράματα στα οποία παράλυτοι χρησιμοποίησαν εγκεφαλικά εμφυτεύματα για τον χειρισμό ρομποτικών μελών μέσω της σκέψης. Η συγκεκριμένη τεχνολογία λειτουργεί επειδή οι επιστήμονες είναι σε θέση να «ερμηνεύσουν» χονδρικά την ενεργοποίηση νευρώνων στον κινητικό φλοιό του εγκεφάλου για σκοπούς ελέγχου ρομποτικών βραχιόνων/ «μελών».
Η ομάδα του Τσανγκ προσπαθεί να κάνει το ίδιο με την ομιλία- ωστόσο πρόκειται για έναν στόχο πολύ πιο δύσκολο από ό,τι η κίνηση των άκρων επειδή η ομιλία αποτελεί «αποκλειστικότητα» των ανθρώπων και αυτή η τεχνολογία δεν μπορεί να δοκιμαστεί εύκολα σε ζώα.
Στο UCSF ο Τσανγκ έχει πραγματοποιήσει πειράματα σε συνδυασμό με εγχειρήσεις εγκεφάλου σε ασθενείς με επιληψία. Ηλεκτρόδια τα οποία τοποθετούνται κάτω από το κρανίο καταγράφουν την ηλεκτρική δραστηριότητα στην επιφάνεια του εγκεφάλου. Οι ασθενείς φορούν τον συσκευή (electrocorticography array) για αρκετές ημέρες, έτσι ώστε οι γιατροί να μπορούν να εντοπίσουν την ακριβή «πηγή» των κρίσεων.
Ο Τσανγκ εκμεταλλεύτηκε αυτή την ευκαιρία για να μελετήσει την εγκεφαλική δραστηριότητα καθώς οι ασθενείς αυτοί μιλούν ή ακούν ομιλία άλλων. Σε paper του στο Nature ο ίδιος και οι συνάδελφοί του περιέγραψαν πώς χρησιμοποίησαν το σύστημα για να καταγράψουν την ηλεκτρική δραστηριότητα σε συγκεκριμένο τμήμα του εγκεφάλου καθώς τα άτομα πρόφεραν συλλαβές. «Υπάρχουν αρκετές περιοχές του εγκεφάλου που εμπλέκονται στην εκφώνηση, αλλά πιστεύουμε ότι αυτή (ventral sensory motor cortex) είναι σημαντική για τον εν γνώσει, συνειδητό έλεγχο της ομιλίας» σημείωσε.
Η ιδέα είναι η καταγραφή της ηλεκτρικής δραστηριότητας στον κινητικό φλοιό που προκαλεί σχετιζόμενες με ομιλία κινήσεις των χειλιών, της γλώσσας και των φωνητικών χορδών. Μέσω μαθηματικής ανάλυσης αυτών των μοτίβων, υποστηρίζει ο Τσανγκ, η ομάδα του επέδειξε ότι είναι δυνατή η ανίχνευση «πολλών σημαντικών φωνητικών χαρακτηριστικών».
Η ιδέα χρήσης ενός interface εγκεφάλου- μηχανής για την επίτευξη ομιλίας έχει προταθεί και στο παρελθόν. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η εταιρεία Neural Signals, που αναπτύσσει σχετική τεχνολογία από τη δεκαετία του 1980. Κάποιοι παράλυτοι με ασθένειες όπως το ALS χρησιμοποιούν συστήματα που αξιοποιούν τις περιορισμένες κινητικές τους δυνατότητες για να επιτυγχάνουν επικοινωνία. Στην περίπτωση του Στίβεν Χόκινγκ χρησιμοποιείται λογισμικό το οποίο του επιτρέπει να σχηματίζει λέξεις μέσω συσπάσεων στο μάγουλό του.
