Chip não giúp người liệt giao tiếp bằng cả lời nói và cử chỉ

Các giao diện não - máy tính (BCI) đã có thể đọc tín hiệu thần kinh để chuyển ý định nói thành văn bản hoặc điều khiển thiết bị bên ngoài. Tuy nhiên, giao tiếp của con người không chỉ có lời nói mà còn là những cử động.

Nhóm nghiên cứu tại Đại học California, San Francisco (UCSF) và các cộng sự đã phát triển một hệ thống cho phép một điện cực não giải mã cả hai loại tín hiệu cùng lúc.

Giao diện não-máy tính giải mã tín hiệu não của người dùng. Ảnh: Kevin Frayer

Thiết bị sử dụng một mạng điện cực ECoG mật độ cao, đặt trên bề mặt não, tại vùng vỏ não vận động liên quan đến lời nói và cử động. Hệ thống thu tín hiệu điện từ não rồi đưa qua hai bộ giải mã AI hoạt động song song: một bộ nhận diện lời nói, bộ còn lại nhận diện cử chỉ.

Kết quả được chuyển thành văn bản và chuyển động tương ứng của một avatar toàn thân. Điểm quan trọng là người tham gia không nhất thiết phải thực hiện được cử động thật. Hệ thống có thể giải mã tín hiệu thần kinh phát sinh khi họ cố gắng thực hiện hoặc hình dung một động tác.

Các nhà nghiên cứu thử nghiệm hệ thống với 2 người bị liệt nặng. Họ được kết nối với một avatar toàn thân cá nhân hóa. Khi người tham gia cố gắng nói một câu, hệ thống chuyển tín hiệu thành chữ. Nếu đồng thời cố gắng thực hiện một cử chỉ, avatar cũng thực hiện động tác đó.

Một mạng 253 điện cực ECoG đặt trên vùng vỏ não vận động, đồng thời thu tín hiệu liên quan đến tay/cánh tay, đầu/mắt và lời nói/cử động vùng miệng.

Trong một thử nghiệm hội thoại, một người đạt độ chính xác trung bình 85% với bộ giải mã cử chỉ và 75% với bộ giải mã lời nói. Người còn lại đạt mức trung vị 100% cho cả lời nói và cử chỉ trong 3 phiên hội thoại.

Tuy nhiên, nghiên cứu chỉ có số người tham gia rất nhỏ và sử dụng vốn từ cùng số lượng cử chỉ giới hạn. Đây chưa phải một hệ thống giao tiếp có thể sử dụng rộng rãi ngoài phòng thí nghiệm.

Nghiên cứu cũng cho thấy việc giải mã hai hình thức giao tiếp đồng thời không đơn giản như chạy hai mô hình riêng biệt.

Khi các mô hình chỉ được huấn luyện bằng dữ liệu lời nói hoặc cử chỉ riêng lẻ, chúng hoạt động kém hơn khi người tham gia cố gắng nói và ra hiệu cùng lúc.

Nhóm nghiên cứu vì vậy bổ sung các phiên huấn luyện trong đó lời nói và cử chỉ xảy ra đồng thời. Cách này giúp mô hình hiểu rõ hơn những thay đổi trong hoạt động não khi nhiều nhóm cơ được điều khiển cùng lúc, đồng thời giảm tình trạng hệ thống nhận nhầm cử chỉ hoặc lời nói.

Điều này cũng phản ánh một đặc điểm của não người: vùng vỏ não điều khiển lời nói và cử động cơ thể không hoàn toàn tách biệt. Một số khu vực có thể hoạt động khi người dùng thực hiện cả hai loại hành vi.

AI có thể giải mã lời nói và cử chỉ khi chúng được thực hiện đồng thời.

Điểm đáng chú ý nhất của công trình vì thế không phải là việc một avatar có thể “nói thay” người bị liệt. Quan trọng hơn, nó cho thấy BCI đang chuyển từ việc khôi phục một chức năng đơn lẻ sang mô phỏng nhiều thành phần của giao tiếp tự nhiên.

Cấy chip trực tiếp vào não: Người bị liệt sắp có thể di chuyển dễ dàng? | VTV24