Чтение мыслей человека уже не кажется чем-то совсем фантастическим, как это было еще 10-20 лет назад. К примеру, уже давно существуют бионические протезы, которые управляются силой мысли, и даже интерфейсы мозг-компьютер. На их основе несколько лет назад были созданы мозговые импланты-декодеры, которые позволяют парализованным людям мысленно составлять слова или даже целые предложения. Однако эти устройства имеют ряд недостатков, поэтому не получили широкого распространения. Теперь же американские ученые предложили другой способ “сканирования мозга”, который не требует вживления в мозг имплантата. Вместо этого искусственный интеллект распознает мысли по активности мозга.

Ученые разработали систему на основе искусственного интеллекта, которая читает мысли людей

Почему интерфейсы мозг-компьютер несовершенны

Год назад голландские ученые разработали интерфейс мозг-компьютер (BCI), который способен переводить мозговую деятельность пациента в слова. Подробно о нем исследователи рассказали в журнале Nature Communications. Еще ранее подобный интерфейс мозг-компьютер создали китайский разработчики.

Эти приборы эффективно распознают слова, однако работают на основе электродов, которые имплантируются в мозг человека. Кроме того, интерфейсы сосредоточены на той части мозга, которая отвечает за движения ртом, совершаемые человеком, чтобы произнести то или иное слово. То есть, чтобы устройство распознало мысль, человеку необходимо пытаться ртом произнести ее.

Интерфейс мозг-компьютер, предназначенный для озвучивания мыслей, имеет ряд недостатков, что усложняет его использование

Другие же способы считывания мыслей, к примеру, на основе электроэнцефалограммы (измерение активности мозга при помощью электродов, зафиксированных на голове), оказались менее эффективными. Они позволяли только расшифровать отдельные слова, но не способны построить связный текст.

Как работает устройство для чтения мыслей

Сотрудники Техасского университета в Остине разработали интерфейс на основе функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Она позволяет следить за активностью определенных областей головного мозга во время его функционирования, причем обладает высоким разрешением. Иногда данную технологию применяют для отслеживания кровотока в мозге. Ранее мы рассказывали, что при помощи фМРТ, в ходе одного из исследования ученые отслеживали уровень стресса у людей.

В данном же случае фМРТ следит за той частью мозга, которая отвечает за воображаемую речь человека. На каждое слово мозг человека реагирует особым образом. Поэтому задача ученых состояла в том, чтобы связать каждое слово с определенным паттерном мозговой активности. Для этого команда сканировала мозг трех людей в течение 16 часов, пока они слушали подкасты.

Искусственный интеллект распознает слова и фразы по активности мозга

Таким образом команда смогла создать определенный набор карт активностей мозга, вызванных разными словами, фразами или значениями фраз. Затем авторы обучили искусственный интеллект определять о чем думает человек на основе данных фМРТ. В отличие от разработок, которые существовали ранее, данная технология не распознает отдельные слова, а определяет общее значение каждой фразы или предложения.

Для построения текста на основе данных, полученных фМРТ и обработанных ИИ, исследователи подключили языковую модель нейронной сети GPT-1, которая была предшественницей ChatGPT. Постепенно им удалось обучить ИИ распознавать слова, фразы и предложения. Как сообщают авторы работы в журнале Nature Neuroscience, даже если разработанный ими ИИ ошибается в отдельных словах, он хорошо передает суть той речи, которую человек слышит или сам мысленно произносит.

Кроме того, система даже научилась озвучивать то, что человек видит перед собой. К примеру, в одном из экспериментов участники смотрели видео без звука, в котором дракон сбивает человека с ног. При этом система на основе активности мозга озвучила эту сцену как: “Он сбивает меня с ног”. Однако участников не просили мысленно озвучивать увиденное. В коротком ролике ниже показано насколько точно система распознает мысли.

Зачем читать мысли людей

По мнению исследователей, система когда-нибудь поможет общаться людям, которые утратили способность разговаривать и набирать текст, но при этом находятся в сознании. Такое иногда происходит после инсульта, черепно-мозговых травм или болезни вроде БАС, от которой страдал Стивен Хокинг. Однако, прежде чем это произойдет, ученым необходимо усовершенствовать технологию, а самое главное, сделать ее менее громоздкой и доступной.

Дело в том, что аппарат фМРТ может позволить себе далеко не каждый. Сам аппарат имеет очень большие габариты. Поэтому ученые работают над тем, чтобы научить систему работать с более портативными методами визуализации, такими как электроэнцефалограмма.