Una neuroprotesi vocale bilingue guidata da rappresentazioni articolatorie corticali condivise tra le lingue, basata su progetto AI Nvidia.
Gli scienziati hanno permesso ad un sopravvissuto di ictus, che non è in grado di parlare, di comunicare sia in spagnolo che in inglese addestrando un impianto di neuroprotesi a decodificare la sua attività cerebrale bilingue.
La ricerca, pubblicata su Nature Biomedical Engineering, proviene dal laboratorio del professore Dr. Edward Chang dell’Università della California, a San Francisco. Si basa sul suo lavoro rivoluzionario del 2021 con lo stesso paziente, che ha dimostrato l’efficacia di tradurre in parole l’attività cerebrale di una persona affetta da grave paralisi. Tale ricerca riporta anche le informazioni relative ai dati utilizzati ed al codice sorgente disponibile.
Nella ricerca più recente, la neuroprotesi decodifica l’attività cerebrale della stessa persona, chiamata Pancho, e, utilizzando un modello di intelligenza artificiale bilingue, trasforma quell’attività cerebrale in parole spagnole o inglesi, a seconda della lingua in cui Pancho intende comunicare. Le sue parole e le frasi vengono poi proiettate sullo schermo di un computer.
Entrambi gli studi offrono la promessa di una comunicazione molto meno onerosa per le persone che non sono in grado di parlare o che si affidano a dispositivi touchscreen o di monitoraggio del movimento oculare per comunicare. Questi risultati arrivano circa quattro anni dopo che la neuroprotesi era stata originariamente impiantata a Pancho, evidenziando la longevità della tecnologia e il suo potenziale impatto a lungo termine.
Una componente chiave dello studio è il bilinguismo di Pancho. Per distinguere tra la comunicazione prevista in spagnolo e inglese, i ricercatori hanno utilizzato un modello di intelligenza artificiale addestrato in entrambe le lingue per monitorare l’attività neurale nella parte del cervello di Pancho responsabile dell’articolazione delle parole.
I ricercatori hanno addestrato un grande modello di rete neurale sull’attività cerebrale di Pancho utilizzando il framework PyTorch accelerato da NVIDIA cuDNN e le GPU NVIDIA V100. La neuroprotesi, impiantata sulla superficie, ma non all’interno, del cervello di Pancho, distingue tra l’attività cerebrale destinata alla comunicazione spagnola o inglese.
Mentre Pancho leggeva e poi cercava di articolare le parole prima in spagnolo e poi in inglese, gli scienziati hanno registrato la sua attività cerebrale e hanno addestrato il modello a tradurre l’attività cerebrale intesa per le parole spagnole in parole inglesi e viceversa. Oppure, come hanno scritto nel loro articolo, hanno utilizzato “dati neurali registrati in una lingua per migliorare la decodifica nell’altra lingua”.
Dopo l’addestramento sull’attività cerebrale di Pancho, il modello AI ha decodificato le sue frasi con una precisione del 75%.
Nel corso del tempo, il modello ha consentito ai ricercatori e a Pancho di avere conversazioni tra loro senza copione. Alexander Silva, l’autore principale dello studio, ha detto a Nature: “Dopo essere riusciti a comporre una frase per la prima volta, ci sono stati alcuni minuti in cui [tutti] stavamo semplicemente sorridendo”.
Una scoperta importante dello studio riguarda le sue implicazioni per comprendere come funziona il cervello quando tenta di comunicare attraverso il linguaggio. Precedenti studi neuroscientifici suggeriscono che la comunicazione in diverse lingue ha origine in parti separate del cervello. Tuttavia, questo studio sottintende che la produzione del linguaggio in lingue diverse ha origine nella stessa area del cervello.
La ricerca evidenzia anche come i modelli di intelligenza artificiale generativa possano apprendere, migliorare e adattarsi ai nuovi dati di addestramento nel tempo, svolgendo un ruolo fondamentale nel tradurre accuratamente l’attività cerebrale in parole pronunciate.
Iscriviti ai nostri gruppi Telegram
Link utili
- Arduino UNO R3
- Elegoo UNO R3
- Arduino Starter Kit per principianti
- Elegoo Advanced Starter Kit
- Arduino Nano
Luigi_Morelli
Definire ciò che si è non risulta mai semplice o intuitivo, in specie quando nella vita si cerca costantemente di migliorarsi, di crescere tanto professionalmente quanto emotivamente. Lavoro per contribuire al mutamento dei settori cardine della computer science e per offrire sintesi ragionate e consulenza ad aziende e pubblicazioni ICT, ma anche perche’ ciò che riesco a portare a termine mi dà soddisfazione, piacere. Così come mi piace suonare (sax, tastiere, chitarra), cantare, scrivere (ho pubblicato 350 articoli scientfici e 3 libri sinora, ma non ho concluso ciò che ho da dire), leggere, Adoro la matematica, la logica, la filosofia, la scienza e la tecnologia, ed inseguo quel concetto di homo novus rinascimentale, cercando di completare quelle sezioni della mia vita che ancora appaiono poco ricche.